[信息与通信]数模和模数转换ppt课件

1、第第11章章 数模和模数转换数模和模数转换F11.1 数模数模D/A转换转换器器D/A转换器转换器D/A转换器简称转换器简称DAC=Digital to Analog ConverterDAC把数字量转换为模拟量电压或电流。把数字量转换为模拟量电压或电流。数模转换原理数模转换原理数数/模转换器的核心器件是模转换器的核心器件是“解码网络常用的解码网络解码网络常用的解码网络有权电阻解码网络、有权电阻解码网络、T型解码网络等型解码网络等.Vo=K*Vref*D0*20+D1*21+Dn-1*2n-1/2n11.1.1 工作原理工作原理-T型解码网络：型解码网络：11.1.2 D/A转换器的主要性能参

2、数1分辨率：=Vref/2n2转换精度：与分辨率有关，但不完全取决于分辨率。3转换时间/转换速度：4绝对误差：实际输出值与理论值之间的最大偏向。1/2LSB。F11.1.3 D/A转换器及接口电路转换器及接口电路DAC0832FDAC0832DAC0832是是8位位DAC，内部有两级缓冲。当，内部有两级缓冲。当LE1有效时，有效时，数据进入第一级数据输入存放器，当数据进入第一级数据输入存放器，当LE2有效时，有效时，数据输入存放器的值进入第二级数据输入存放器的值进入第二级DAC存放器。由存放器。由于于DAC存放器的输出直接送存放器的输出直接送D/A转换器，使转换器，使LE2有效有效的命令又称的

3、命令又称转换命令。转换命令。DAC0832的输出为两个电流信号的输出为两个电流信号IOUT1和和IOUT2IOUT1+IOUT2=常数，内部提供了一个反响电阻常数，内部提供了一个反响电阻R，只需加一个运算放大器，利用内部的反响电阻，只需加一个运算放大器，利用内部的反响电阻R即即可获得电压输出可获得电压输出2019181716151413121112345678910VCCILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7IOUT1IOUT2CSWR1AGNDDI3DI2DI1DI0VREFRFBDGNDDAC0832的外部引脚的外部引脚11.1.3 DAC0832的接口设计的接口设计-单缓冲方式单缓

4、冲方式1. 使数据输入存放器工作在锁存状态，使数据输入存放器工作在锁存状态，DAC存放器工存放器工作在不锁存状态作在不锁存状态LE2始终有效，始终有效，DAC存放器直通。存放器直通。只使用一级缓冲。适用于大多数情况只使用一级缓冲。适用于大多数情况.设设D/A转换端口号为转换端口号为PORTA，设需转换的数据放在，设需转换的数据放在1000H单元，那么单元，那么D/A转换程序为：转换程序为：MOV BX，1000HMOV AL，BXMOV DX， PORTAOUT DX，AL11.1.3 DAC0832的接口设计的接口设计-单缓冲方式单缓冲方式2. 使用两级缓冲使用两级缓冲11.1.3 DAC0

5、832的接口设计的接口设计-双缓冲方式双缓冲方式适用于多个适用于多个DAC0832同时使用的情况同时使用的情况设设CS由由A15A1经译码产生，当经译码产生，当A15A1=A0832时，时， CS有效。在有效。在CPU执行执行OUT指令时，假设指令时，假设A0=0，DAC0832内部内部LE1有效，数据总线上的值有效，数据总线上的值AL送送入数据输入存放器入数据输入存放器; 假设假设A0=1，DAC0832内部内部LE2有有效，数据输入存放器的值送效，数据输入存放器的值送DAC存放器。存放器。A0832 EQU 200HMOV DX，A0832+0；A0=0OUT DX，AL ；AL的值为待转

6、换的数字的值为待转换的数字MOV DX，A0832+1 ；A0=1OUT DX，AL；AL的值无关的值无关13.1.3 DAC0832的接口设计的接口设计-双缓冲方式双缓冲方式设设CS由由A15A1经译码产生，当经译码产生，当A15A1=A0832时，时， CS有效。在有效。在CPU执行执行OUT指令时，假设指令时，假设A0=0，DAC0832内部内部LE1有效，数据总线上的值有效，数据总线上的值AL送送入数据输入存放器入数据输入存放器; 假设假设A0=1，DAC0832内部内部LE2有有效，数据输入存放器的值送效，数据输入存放器的值送DAC存放器。存放器。A0832 EQU 200HMOV

7、DX，A0832+0；A0=0OUT DX，AL ；AL的值为待转换的数字的值为待转换的数字MOV DX，A0832+1 ；A0=1OUT DX，AL；AL的值无关的值无关11.1.3 DAC0832的接口设计的接口设计-双缓冲方式双缓冲方式3.直通方式直通方式11.1.3 DAC0832的接口设计的接口设计-直通方式直通方式一般接锁存输出一般接锁存输出.注：在DAC实际连接中，要注意区分“模拟地和“数字地的连接，为了防止信号串扰，数字量部分只能连接到数字地，而模所量部分只能连接到模拟地。 采用单缓冲方式连接如图10-3所示。 利用DAC可实现任意波形如锯齿波、三角波、正弦波等的输出，如输出锯

8、齿波、三角波的程序段如下： TRG： MOV DX，200H MOV AL，0H TN1： OUT DX，AL INC ALDAC0832的应用举例的应用举例: JNZ TN1 MOV AL，0FFHTN2： OUT DX，AL DEC AL JNZ TN1 输出锯齿波程序段如下：TRG： MOV DX，200H MOV AL，0HTN： OUT DX，AL INC AL JMP TN 利用图所示的DAC0832单缓冲方式连接图，也可输出正弦波，由于DAC0832是一个单极性输出DAC芯片，因此在正弦波输出中应将0V平移到128数值上，其C语言控制程序如下：#include#includeMa

9、in unsigned char V0=128,VOUT; int i;while!kbhit 等待键盘 i=0;whileIVi，去除最高位，假设，去除最高位，假设VoVi，保存，保存最高位。在最高位确定后，最高位。在最高位确定后，SAR又以对分搜索法确定又以对分搜索法确定次高位，即以低次高位，即以低7位的一半位的一半y1000000By为已确定位为已确定位 试探模拟量的大小。重复这一过程，直到最低位试探模拟量的大小。重复这一过程，直到最低位bit0被被确定，转换完毕。确定，转换完毕。特点：转换速度快，转换精度中等。特点：转换速度快，转换精度中等。 2双积分型A/D转换器 双积分型A/D转换

10、器是将输入电压变换成与平均值成正比的时间间隔，然后利用计数器测量时间间隔，如下图。 Vin+VR-VR+-+-控制逻辑计数器/锁存器译码器/显示器时钟发生器K4K1K2K3COMPoutC积分器比较器R图11-5 双积分型A/D转换器框图 双积分型A/D转换器完成一次模一数转换需要三个阶段： 积分采样：K1导通、反积分比较：K3导通和完毕阶段K4导通。双积器对正极性电压输出波形如下图。t1t2t3t4t1t2t3t4T1T2T3V2V10-V1+V2图13-2 双积分型A/D转换器输出波形 通过输出波形可求出：Vin=VR/NmNX,式中： VR参考电压，Nm参考电压计数值， NX输入电压计数

11、值。可见，双积分型A/D转换器输出与时间常数RC无关，消除了斜坡电压的各种误差，由于经过两次积分可消除干扰对转换结果的影响。特点：转换精度高，转换速度慢。3电压频率转换法电压频率转换法 11.2.2 A/D转换器的特性参数1 1分辨率分辨率ResolutionResolution：指指A/DA/D转换器可转换成数转换器可转换成数字量的最小电压量化阶梯，如字量的最小电压量化阶梯，如8 8为为ADCADC满量程为满量程为5V,5V,那么分辨率为那么分辨率为5000mV/256=20mV5000mV/256=20mV，也就是说当模拟电压，也就是说当模拟电压小于小于20mV20mV，ADCADC就不能

12、转换了，所以分辨率一般表示式就不能转换了，所以分辨率一般表示式为：为： 分辨率分辨率=Vref/2=Vref/2位数位数单极性或单极性或 分辨率分辨率= =V+ref-V-refV+ref-V-ref/2/2位数位数双极性双极性2 2转换时间转换时间Convert TimeConvert Time：指从输入启动转换信：指从输入启动转换信号到转换完毕，得到稳定的数字量输出的时间。一般号到转换完毕，得到稳定的数字量输出的时间。一般转换速度越好特别是动态信号采集，常见有超高转换速度越好特别是动态信号采集，常见有超高速转换时间速转换时间1ns1ns、高速转换时间、高速转换时间11s s、中速、中速转换

13、时间转换时间1ms1ms和低速转换时间和低速转换时间1s100ns.CLK为时钟信号，最大为600KHz.ADC0809设图10-12所示电路的CS=180187H，采用中断方式的采集程序如下：IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7Q0Q1Q2Q31ACLKOEStartALEA0A1A2IRQ2EOC+5V+5V8MHzIORIOW180H187H图10-12 ADC0809典型连接include #include Void interrupt far adc-proc；Main void interrupt far*mode； disable；关中断 mode=getvect0

14、x0a； 取IRQ2中断向量 setvect0 x0a,adc-proc；设置中断向量 enable; 开中断 outportb0 x180,00; 启动ADC转器，选择IN0通道 while！Kbhit 等待键盘 setvect0 x0a,mode; 有键按下时，恢复IRQ2中断向量 voed interrupt far adc-proc中断效劳程序 unsigned char result; disable; 关中断 result=inportb0 x180; 取ADC转换结果 printf“DIGIAL=%d/n,result; 显示转换数据 outportb0 x180,00; 启动下一次ADC转换，选择IN0通道 outprotb0 x20,0 x20; 向8259送EOI信号 enable; 开中断 问题:不采用中断方式,如何采集数据?2实验箱上的A/D 实验箱上采用8位A/D转换器ADC0809,其连接原理图如下:习题41、翻译以下英文： The AD7710 is a complete analog front