第九章数模及模数转换

1、 D/AD/A转换器概述转换器概述1 . 输出形式输出形式 一种是电压输出形式，另一种是电流输出形式，对一种是电压输出形式，另一种是电流输出形式，对 于电流输出，若在实际应用中需要电压模拟量，可在于电流输出，若在实际应用中需要电压模拟量，可在输出端加运算放大器构成电流输出端加运算放大器构成电流电电 压转换电路。压转换电路。2 . 输入结构输入结构o 内部无锁存器的内部无锁存器的D/A转换器转换器o 内部有锁存器的内部有锁存器的D/A转换器转换器3.3.技术指标技术指标 分辨率分辨率 D/A D/A转换器对输入量变化的敏感程度，与输入数字量转换器对输入量变化的敏感程度，与输入数字量 的位数有关。

2、如：数字量位数为的位数有关。如：数字量位数为n n，D D/A/A转换器分辨率转换器分辨率 为为2 2- -n n。 建立时间建立时间 D/A D/A转换速度快慢的一个参数，为从输入数字量到输转换速度快慢的一个参数，为从输入数字量到输 出达到终值误差（出达到终值误差（1/21/2）LSB LSB 所需时间。所需时间。n DAC0832 DAC0832芯片简介芯片简介1.1.逻辑结构逻辑结构2.2.引脚定义引脚定义nDIDI7 7 DI DI0 0转换数据输入。转换数据输入。nCSCS片选信号（输入）。片选信号（输入）。nILEILE数据锁存允许信号（输入）。数据锁存允许信号（输入）。nWRWR

3、1 1第一写信号（输入）。第一写信号（输入）。 当当ILE=1ILE=1和和WRWR1 1=0=0时，输入寄存器直通方式。时，输入寄存器直通方式。 当当ILE=1ILE=1和和WRWR1 1=1=1时，输入寄存器锁存方式。时，输入寄存器锁存方式。nXFERXFER数据传送控制信号（输入）。数据传送控制信号（输入）。nWRWR2 2第二写信号（输入）。第二写信号（输入）。 当当WRWR2 2 =0 =0和和XFER=0XFER=0时，时，DACDAC寄存器直通方式。寄存器直通方式。 当当WRWR2 2 =1 =1和和XFER=0XFER=0时，时，DACDAC寄存器锁存方式。寄存器锁存方式。nI

4、outIout1 1电流输出电流输出“1”“1”。nIoutIout2 2电流输出电流输出“2”“2”。nR Rfbfb反馈电阻端。反馈电阻端。nVrefVref基准电压。基准电压。nDGNDDGND数字地。数字地。nAGNDAGND模拟地。模拟地。n单缓冲方式接口单缓冲方式接口1.1.电路连接电路连接2.2.应用举例应用举例例例1.1.产生锯齿波，电路连接如图。产生锯齿波，电路连接如图。假定输入寄存器地址为假定输入寄存器地址为50005000H H。程序清单如下：程序清单如下：几点说明：几点说明：程序每循环一次，程序每循环一次，R0R0加加1 1。锯齿波的上升边是由。锯齿波的上升边是由256

5、256个个 小阶梯构成。小阶梯构成。可通过延时改变波形周期。可通过延时改变波形周期。通过通过A A加加1 1，可得正向的锯齿波；减，可得正向的锯齿波；减1 1可得负向锯齿波。可得负向锯齿波。A A的变化范围从的变化范围从0 0到到255255，锯齿波是满幅度的。非满幅度，锯齿波是满幅度的。非满幅度 锯齿波可通过计算求得数字量的初值和终值，在程序中锯齿波可通过计算求得数字量的初值和终值，在程序中 通过置初值判终值即可实现。通过置初值判终值即可实现。例例2. 2. 小电机驱动小电机驱动 控制电机定子电压占空比改变电机的转速，简称脉控制电机定子电压占空比改变电机的转速，简称脉宽调速法。下图表示不同转

6、向的脉宽调速。宽调速法。下图表示不同转向的脉宽调速。产生脉冲序列的电路图如下。产生脉冲序列的电路图如下。电机驱动程序清单如下：电机驱动程序清单如下： 如把第二次转换的数字量从如把第二次转换的数字量从0 0FFHFFH改为改为0000H H，就改变了电机就改变了电机的转向。的转向。2.2.应用举例：使用单片机控制应用举例：使用单片机控制X-YX-Y绘图仪。绘图仪。 X-YX-Y绘图仪由绘图仪由X X、Y Y两个方向的步进电机驱动。因此一两个方向的步进电机驱动。因此一是需要两路是需要两路D/AD/A转换器；二是两路模拟信号要同步输出，转换器；二是两路模拟信号要同步输出，采用双缓冲方式连接，如下页图

7、示。采用双缓冲方式连接，如下页图示。 两片两片DAC0832DAC0832占据占据3 3个单元地址，两个输入寄存器各个单元地址，两个输入寄存器各占一个地址，两个占一个地址，两个DACDAC寄存器则合用一个地址。寄存器则合用一个地址。绘图仪的驱动程序为：绘图仪的驱动程序为：1.1.逻辑结构逻辑结构2.2.信号引脚信号引脚ININ7 7 IN IN0 0模拟量输入通道。模拟量输入通道。 信号单极性，电压范围信号单极性，电压范围0 0 5 5V V，在输入前一般应在输入前一般应 增加采样保持电路。增加采样保持电路。A A、B B、C C地址线。地址线。ALEALE地址锁存信号。地址锁存信号。STAR

8、TSTART启动转换信号。启动转换信号。D D7 7 D D0 0数据输出线。数据输出线。OEOE输出允许信号。输出允许信号。CLKCLK时钟信号。时钟信号。 通常使用通常使用500500kHZkHZ的时钟信号。的时钟信号。EOCEOC转换结束信号转换结束信号 EOC=0EOC=0，正在进行转换；正在进行转换；EOC=1EOC=1，转换结束。转换结束。V VCCCC+5V+5V电源。电源。V Vrefref参考电源。参考电源。 其典型值为其典型值为+5+5V V。1. 81. 8路模拟通道选择路模拟通道选择模拟通道选择信号模拟通道选择信号A A、B B、C C分别接最低三位地址分别接最低三位地

9、址A A0 0、A A1 1、A A2 2（即即P P0.00.0、P P0.10.1P P0.20.2），），地址锁存允许信地址锁存允许信号号ALEALE由由P P2.02.0控制，控制，8 8路模路模拟通道地址为拟通道地址为0 0FEF8HFEF8H 0FEFFH0FEFFH。通道地址选择以通道地址选择以WRWR作写选通信号。作写选通信号。ALEALE信号与信号与STARTSTART信号连接在一起，前沿写入（锁信号连接在一起，前沿写入（锁存）通道地址，后沿就启动转换。存）通道地址，后沿就启动转换。2.2.转换数据的传送转换数据的传送定时传送方式定时传送方式 转换时间是已知的和固定的。例如转

10、换时间是已知的和固定的。例如ADC0809ADC0809转换时转换时间为间为128128ss，相当于相当于6 6MHzMHz的的MCS-51MCS-51单片机共单片机共6464个机器个机器周期，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就周期，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。可进行数据传送。查询方式查询方式 A/DA/D转换芯片转换完成的状态信号，例如转换芯片转换完成的状态信号，例如ADC0809ADC0809 的的EOCEOC端，可以用查询方式，测试端，可以用查询方式，测试EOCEOC的状态，可确知的状态，可确知 转换完成，接着进行数据传送。转换完成，接着进行数据传送。中

11、断方式中断方式 中断完成状态信号中断完成状态信号( (EOC)EOC)作为中断请求信作为中断请求信 号，以中断方式进行数据传送。号，以中断方式进行数据传送。 数据传送数据传送: :首先送出口地址并以首先送出口地址并以RDRD做选通信号，做选通信号，RDRD信号有效时，信号有效时，OEOE信号即有效，转换数据送上信号即有效，转换数据送上数据总线，单片机接收。数据总线，单片机接收。 应用举例应用举例 设有一个设有一个8 8路模拟量输入的巡回检测系统，采样数路模拟量输入的巡回检测系统，采样数据依次存放在外部据依次存放在外部RAM 0A0HRAM 0A0H 0A7H 0A7H单元中，接口电路如单元中，

12、接口电路如图：图：ADC0809的的8个通道地址为个通道地址为0FEF8H0FEFFH。其数据采样。其数据采样的初始化程序和中断服务程序（假定只采样一次）如下：的初始化程序和中断服务程序（假定只采样一次）如下：初始化程序：初始化程序：MOVMOVR0R0，#0A0H#0A0HMOVMOVR2R2，#08H#08HSETBSETBIT1IT1SETBSETBEAEASETBSETBEX1EX1MOVMOVDPTR,#0FEF8HDPTR,#0FEF8HLOOP:LOOP: MOVXMOVXDPTR,ADPTR,AHERE:HERE: SJMPSJMPHEREHERE中断服务程序：中断服务程序：MOVXMOVXA,DPTRA,DPTRMOVMOVR0R0，A AINCINCDPTRDPTRINCINCR0R0DJNZDJNZR2R2，ADENDADENDCLRCLREX1EX1SJMPSJMPEXITEXITADEND:MOVXADEND:MOVXDPTR,ADPTR,AEXIT:EXIT: RETIRETI中断服务