单片机扩展--AD DAPPT演示课件

8.4、D/A和A/D转换器的扩展,1,8.4.1、D/A转换器原理,1、权电阻D/A转换器,权电阻D/A转换器原理图,2,2、R-2RT型电阻网络D/A转换器,T型电阻网络D/A转换器原理图,3,D/A转换器的原理：把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通过运算放大器求和相加（如上图所示）。|Vout|=B|VR|关系式中，VR为常量，由参考电压VREF决定；B为数字量。数字量B的位数通常为8位、10位或12位等，其位数由D/A转换器芯片决定。|VR|I0Rf（|VREF|1/24）Rf/R|VOUT|=B|VREF|1/24（设Rf/R1）,4,8.4.1、D/A转换器主要性能指标,(1)转换速度：从输入二进制数到转换成模拟量电压输出所需时间。(2)转换精度：取决于输入D/A转换器的二进制位数。例：8位D/A的相对误差为1/256。(3)分辨率：指满量程信号能分成的步数和阶梯的尺寸。例：8位的D/A，其分辨率为满刻度的1/28n位的D/A，其分辨率为满刻度的1/2n(4)线性度：理想的输入/输出特性的偏差与满刻度输出之比的百分数(5)输出极性及范围:输出范围与参考电压、转换电路有关；输出极性有单极性和双极性两种,5,DAC0832原理框图,数据总线，接收待转换的数字量,8.4.1、D/A转换器DAC0832:书P227,6,DAC的应用DAC用作电压输出：单极性、双极性,7,单极性电压输出DAC0832连接图,VOUT=Number（VREF1/28）（因为Rf/R1）,若Vref5V，则Vout的输出范围:(4.98V0V),8,MCS-51与8位DAC的接口MCS-51和DAC0832接口时，有两种连接方式：单缓冲直通方式如图(书P228所示)双缓冲方式,9,8031单片机与0832的硬件接口,例：书P228,10,例1：产生矩形波的程序START:MOVDPTR,#7FFFH；选中DAC0832STEP:MOVA,#dataH；置输出矩形波上限MOVXDPTR,A；D/A转换ACALLDELAY；调输出高电平延时程序MOVA,#dataL；置输出矩形波下限MOVXDPTR,A；D/A转换ACALLDELAY；调输出低电平延时程序SJMPSTEP；重复执行DELAY:;延时子程序,11,例2：产生锯齿波的程序START:MOVDPTR,#7FFFH；选中DAC0832STEP1:MOVA,#00H；置初值STEP2:MOVXDPTR,A；D/A转换INCA；A中内容1ACALLDELAY;延时子程序,延时200usCJNEA,#data,STEP2；不等于设置值#data时转移AJMPSTEP1；重复执行.DELAY:;延时子程序,延时200us注：程序中data为用户设置的锯齿波波峰值,12,例3：产生三角波的程序START:MOVDPTR,#7FFFH；选中DAC0832STEP1:MOVA,#00H；置初值STEP2:MOVXDPTR,A；D/A转换INCA；A中内容1ACALLDELAY;延时子程序,延时200usCJNEA,#data,STEP2；不等于设置值#data时转移STEP3:DECA；等于设置值，A内容减1MOVXDPTR,A；D/A转换ACALLDELAY;延时子程序,延时200usCJNEA,#01H,STEP3；不等于设置值#01H时转移AJMPSTEP1；重复执行DELAY:;延时子程序,延时200us注：程序中data为用户设置的三角波波峰值,13,8051和两片DAC0832的接口（双缓冲方式）,14,D/A实验内容,输出示波器显示锯齿波输出示波器显示三角波输出示波器显示梯形波（梯高相等、三等分）,15,8.4.2、A/D转换器原理,1、逐次逼近式A/D转换器,逐次逼近式A/D转换器原理图,16,8.4.2、A/D转换器原理,1、逐次逼近式A/D转换器,逐次逼近式A/D转换器原理图,17,2、双积分式A/D转换器-工作原理,双积分型A/D转换是一种间接A/D转换技术。首先将模拟电压转换成积分时间，然后用数字脉冲计时方法将积分时间转换成计数脉冲数，最后将该代表模拟输入电压大小的计数脉冲数转换成二进制或BCD码输出。因此，双积分型A/D转换器转换时间较长，一般要大于4050ms。,18,2、双积分式A/D转换器,双积分式A/D转换器原理图,VR与VI为反向电压,19,8.4.2、A/D转换器主要性能指标,1、分辨率：表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量，以输出的二进制位数表示。例：12位的A/D转换器:1/2121001/40961000.0244;一个满刻度为10V的12位A/D转换器能够分辨输入电压变化的最小值为2.4mv。2、量化误差:数字量反应的模拟量和实际模拟量的理论误差。3、转换量程：A/D转换的模拟量的量程，其取决于参考电压的大小和方向。4、转换速率:能够重复进行数据转换的速度，即每秒转换的次数,20,8.4.2、A/D转换器ADC0809,ADC0809的内部结构图,21,ADC0809的引脚图及引脚功能：书P235,22,ADC0809的主要特性：P236,23,8031单片机与ADC0809接口,24,启动ADC0809的工作过程为：先送通道号地址到ADDAADDC，由ALE信号锁存通道号地址，后让starts有效启动A/D转换，即执行一条MOVXDPTR,A指令产生WR信号。使ALE、START有效，锁存通道号并启动A/D转换。A/D转换完后，EOC端发出一正脉冲，接着执行MOVXA,DPTR产生RD信号，使OE端有效，打开锁