微机原理及接口技术之AD及DA实验.doc

微机原理及接口技术之AD及DA实验一实验目的：1了解A/D芯片ADC0809和D/A芯片DAC0832的电气性能；外围电路的应用性搭建及有关要点和注意事项；与CPU的接口和控制方式；相关接口参数的确定等；2了解数据采集系统中采样保持器的作用和采样频率对拾取信号失真度的影响，了解香农定理； 3了解定时计数器Intel 8253和中断控制器Intel 8259的原理、工作模式以及控制方式，训练控制定时器和中断控制器的方法，并学习如何编写中断程序。4熟悉X86汇编语言的程序结构和编程方法，训练深入芯片编写控制程序的编程能力。二实验项目：1完成05v的单极性输入信号的A/D转换，并与实际值（数字电压表的测量值）比较，确定误差水平。要求全程至少10个点。2完成-5v+5v的双极性输入信号的A/D转换，并与实际值（数字电压表的测量值）比较，确定误差水平。要求全程至少20个点。3把0FF的数据送入DAC0832并完成D/A转换，然后用数字电压表测量两个模拟量输出口（OUT1为单极性，OUT2双极性）的输出值，并与计算值比较，确定误差水平。要求全程至少16个点。4编程控制DAC0832，以实现一个正三角波输出，用IDE自带的软件示波器观察输出波形。要求：频率可调；幅值可调。5编程实现交流信号的采集与输出，包括对ADC、SHA、DAC的协调控制，并可用外部脉冲信号控制采样频率。用IDE自带的软件示波器察看输出波形。要求：尽可能地跟踪输入信号，波形及相位失真小；三预习要点：概念：A/D变换；D/A变换；SAC变换方式；R-2R网络；ADC0809及DAC0832原理。判断：ADC0809属于：8位、8通道、中速、中等精度、SAC方式、并行输出、CMOS型、中低价位的ADC。DAC0832属于：8位、二进制、双缓冲、乘算方式、CMOS型、低价位、通用型的DAC。推理：ADC0809和DAC0832可用于非高速、非高精度应用场合，与CPU接口方便。相关知识点：计算机组成及结构；8088CPU（工作方式及引脚信号组、机器周期、指令周期、读写信号时序等）；X86指令系统；MASM编程方法等。外围器件（8284、8253PIT、8259、8251、74LS393、74LS138、74LS373、74LS245、27C512、62256）等。ADC 及DAC种类（变换方式、接口、精度、速度、功耗、封装）；V-T、V-F、SAC、SC、-等变换方式；R-2R网络等。误差理论。四实验说明：实验电路的实现可在实验箱上完成：实验1、2 涉及两个电路模块，即B5模块（AD转换模块）和C4模块（电位器模块-提供输入电平信号）。实验3只涉及B1模块（DA转换模块），不需要另外再接线。实验4也是利用B1模块产生正三角波。另外需要用到B3模块（虚拟示波器模块）来观察B1模块的OUT1和 OUT1输出的信号波形。对于实验5，信号源用B9模块（正弦波发生器模块）产生的正弦波信号（从B9模块的SIN口输出），此信号在送入ADC之前需先通过B6模块的SHA（采样保持器）处理，然后送到ADC0809的IN7通道并转换为数据，再做一些简单的数据处理（如软件滤波、零点偏移处理等），然后将处理后的数据送入DAC0832并由OUT2输出，用虚拟示波器来观察输入和输出信号的波形。采样频率用外部脉冲信号控制，通过脉冲信号发出中断请求（送入8259的IRQ7通道），每中断1次采样1次，脉冲信号从B4模块（脉冲信号源）的OUT口输出。采样保持器的S/H控制信号可由CPU通过C2模块（步进电机控制模块）中的8D触发器的Q7输出（即O1输出口）。本实验所涉及的电路模块的原理图见第九条附件内容。读图时需弄清楚各个模块中的器件工作时需要哪些信号，这些信号是如何配合和协调的，以及这些信号是怎样施加在各器件的相应引脚上的（施主：8088，转换：逻辑电路，受主：各器件）。重点弄清楚片选信号（端口地址）和通道选择信号的形成（需参考主机系统图）。注1：ADC0809的典型采样时间为10Os。注2：实验报告的“实验电路工作原理分析”中要求包含以上内容。五仪器设备：Aedk-ACT实验箱1套（附电源线1根、通信线1根、实验插接线若干、跳线子若干）；台式多功能数字表1台（附电源线1根、表笔线1付（2根）、）；PC机1台；实验用软件：Windows98+LcaACT（IDE）。六实验接线：本实验由实验箱提供现成的电路模块，需手工连接的线路如下： （图1）单极性信号AD变换接线图 （图2）双极性信号AD变换接线图 （图3）数据的DA变换实验接线图 （图4）用DAC输出正三角波实验接线图（图5）信号采集与输出实验接线图实验1：C4模块和B5模块作如图1所示连接：实验2：C4模块和B5模块作如图2所示连接：实验3：实验电路不需要另外接线，只需用电压表测B1模块的OUT1和OUT2的输出电压值，如图3所示。实验4：实验电路也不需要另外接线，需用虚拟示波器测B1模块的OUT1和OUT2的输出波形，如图4所示。实验5：本实验的手工连接线如图5所示：七实验步骤：1单极性输入信号的A/D转换：按线：按 六/实验1 接线编程：程序结构设计-程序框图设计-代码编辑-编译-链接调试：加载-调试运行：运行程序改变输入信号的电平值，记录转换结果（数据）结果：序号转换数据转换(计算)值实测值误差2双极性输入信号的A/D转换：按线：按 六/实验2 接线警告：如果双极性信号连在ADC的单极性输入端（IN0IN5）很可能烧毁芯片。、步骤与1同。3数据的D/A转换：按线：不用接线。、同上运行：运行程序改变输入的数据，记录转换后OUT1口和OUT2口的输出电平值。结果：序号输入数据转换(计算)值实测值误差OUT1口OUT2口OUT1口OUT2口OUT1口OUT2口4编程实现正三角波输出。按线：按 六/实验4 接线编程：程序结构设计-程序框图设计-代码编辑-编译-链接注：要使用虚拟示波器，编程时需嵌入示波器的初始化和启动代码。调试：加载-调试运行：加载控制程序的可执行代码。运行虚拟示波器，并在虚拟示波器中启动控制程序。结果：用虚拟示波器观察 OUT1 和 OUT2 输出的输出波形，看是否与设计相符；做幅值改变的控制，观察幅值变化，（注意是否影响频率）；做频率改变的控制，观察频率变化，（注意是否影响幅值）；记录有关的波形。5编程实现交流信号的采集与输出：按线：按 六/实验5 接线编程：程序结构设计-程序框图设计-代码编辑-编译-链接注1：编程时需嵌入示波器的初始化和启动代码。注2：程序结构应尽量划分成相对独立的各功能块的组合，各功能块用各自的子过程（子程序）实现，使程序结构清晰。注3：控制好从输入采样到输出整个过程的延时时间，以尽量减小相位偏移。、同上。结果：用虚拟示波器观察输入信号的波形和OUT2输出信号的波形，比较输出的失真程度并测量相位偏移；改变采样频率并观察输出波形的变化。记录有关的波形。八实验报告：报告正文内容：1实验电路工作原理分析；2数据记录表；3有关曲线（校正曲线）；4有关波形的屏幕拷贝；