第5次《单片机原理与应用》-DA输出

1、单片机原理与应用实验 信通学院 D/A转换器接口及应用D/A转换概述一、D/A（Digit to Analog）转换器：为把数字量转换成模拟量，在D/A转换芯片中要有解码网络：权电阻网络；倒T型电阻网络。T型电阻网络型D/A转换器： 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。根据克希荷夫定律，如下关系成立： I0=20 I1=21 I2=22 I3=23n位数字量与模拟量的关系式：VO =VREF（数字码 / 2n） (VREF 参考电压)二、D/A输出形式：电压；电流 运算放大器 电压。注：因使用反相比例放大器来实现电流到电压的转换，所以输

2、出模拟信号(VO)的极性与参考电压(VREF)极性相反。三、注意区分D/A内部是否带有锁存器： 与P1、P2接口：不需加锁存器，直接接口。 无锁存器 与P0接口：因P0的特殊功能，需加锁存器。D/A内 如：DAC800、AD7520、AD7521等。 有锁存器：最好与P0直接接口。 如：DAC0832、DAC1230等。四、性能指标：1、分辨率（Resolution）是指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，取决于输入数字量的二进制位数。 2、建立时间（Establishing Time）是描述D/A转换速度的快慢。3、转换精度（Conversion Accuracy）指满量程时DAC的实际模

3、拟输出值和理论值的接近程度。 4、偏移量误差（Offset Error）偏移量误差是指输入数字量为零时，输出模拟量对零的偏移值。 5、线性度（Linearity）线性度是指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移差。主要技术指标：1、分辨率（Resolution）： 对D/A转换器输入量变化敏感程度进行描述，与输入数字量的位数有关。 若数字量的位数为n，则分辨率为2n。 数字量位数越多，分辨率就越高。 应用时，应根据分辨率的需要选定转换器的位数。 注：BCD码输出的A/D转换器用位数表示分辨率。2、建立时间（Establishing Time）：（转换速度） 描述D/A转换速度的快慢。

4、 输出形式为电流的转换器比电压的建立时间短。 D/A转换速度远高于A/D转换。3、转换精度（Conversion Accuracy）： 指满量程时DAC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。 一、内部结构：DAC 0832：8位双缓冲器结构的D/A转换器。D/A转换芯片DAC0832DAC 0832内部结构框图（请见P242图9.3）DI07：转换数据输入（8位）； CS：片选信号（输入）；ILE：数据锁存允许信号（输入）； XFER：数据传送控制信号（输入）；WR1：第一写信号（输入），与ILE共同控制输入寄存器是数据直通方式还是 数据锁存方式；WR2：第2写信号（输入），与XFER共同控制D

5、AC寄存器是数据直通方式还是 数据锁存方式；8位DACDAC寄存器输入寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI07AGNDILECS与与与WR1WR2XFERLE1LE2LE1（LE2）=0：锁存；1：直通。DAC的应用：lDAC用作单极性电压输出；l DAC用作双极性电压输出；lDAC用作控制放大器。双极性输出电压与输入数字量的关系输入数字量Bb7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0Vout（理想值）+VREF时-VREF时1 1 1 1 1 1 1 1|VREF|-LSB-|VREF|+LSB1 1 0 0 0 0 0 0|VREF|/2-|VREF|/21 0 0 0 0 0

6、0 0000 1 1 1 1 1 1 1-LSBLSB0 0 1 1 1 1 1 1-|VREF|/2-LSB|VREF|/2+LSB0 0 0 0 0 0 0 0-|VREF|VREF|双极性DAC的接法 :双极性DAC的另一种接法:控制放大器用DAC0832:二、DAC 0832与单片机的接口：有3种工作方法：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。1、直通方式： 输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出； WR1和WR2同时进行，并且不与CPU相接。 特点：转换速度快。MOV P1，A举例：例：D/A转换程序，用DAC0832输出0+5V锯齿波， 电路为直通方式。设VREF=-5V，

7、若DAC0832地址 为00FEH，脉冲周期要求为100ms。100msDACS：MOVDPTR，#00FEH；0832 I/O地址MOVA，#00H；开始输出0VDACL：MOVXDPTR，A；D/A转换INCA；升压ACALLDELAY；延时100ms/256：决定锯齿波的周期AJMPDACL；连续输出DELAY：；延时子程序阶梯波形图 START: MOV A, 00H ; MOV DPTR, 7FFFH ; 0832 的地址送DPTR MOV R1, 0AH ; 台阶数为 10LP: MOVX DPTR, A ; 送数据至 0832 CALL DELAY ; 1 ms延时 DJN2 R

8、1, NEXT ; 不到 10 台阶转移 SJMP STRT ; 产生下一个周期NEXT: ADD A, 10 ; 台阶增幅 SJMP LP ; 产生下一台阶DELAY: MOV 20H, 249 ; 1 ms延时程序AGAIN: NOP NOP DJNZ 20H, AGAIN 2、单缓冲方式：输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出，输入数据在控制信号作用下，直接进入DAC寄存器中；WR1和WR2同时进行，并且与CPU的WR相连，CPU对0832执行一次写操作，将数据直接写入DAC寄存器中。 适用：只有一路模拟信号输出或几路模拟信号非同步输出。单缓冲方式下的DAC083280C51

9、举例：例：D/A转换程序，用DAC0832输出0+5V三角波， 电路为单缓冲方式。设VREF=-5V，若DAC0832地 址为00FEH，脉冲周期要求为（100ms）。100msORG2000HSTAR：MOVDPTR，#00FEH；DAC0832地址MOVA，#00H；开始输出0VUP： MOVXDPTR，A；D/A转换INCA；产生上升段电压JNZUP；上升到A中为FFH（A0跳）DOWN：DECA；产生下降段电压MOVXDPTR，AJNZDOWN；下降到A中为00HSJMPUP；重复注：若想改变波形的周期（频率），只需在SJMP UP前插入延时程序即可。C51程序：#include#in

10、clude#define DAC0832 XBYTE0 x00FE#define uchar unsigned char#define unit unsigned int void stair(void) uchar i; while(1) for(i=0;i=255;i=i+) /*形成锯齿波输出值，最大255*/ DAC0832=i; /*D/A转换输出*/ 3、双缓冲器方式：输入寄存器和DAC寄存器分配有各自的地址，可分别选通用同时输出多路模拟信号。适用：同时输出几路模拟信号的场合，可构成多个0832同步输出电路。举例：例：用DAC0832实现驱动绘图仪，电路为双缓冲方式。 1#和2#D

11、AC0832地址分别为00FEH和00FDH。 则绘图仪的驱动程序为：ORG2000HMOVDPTR，#00FEH ；选中1#0832（的输入寄存器）：A0=0MOVA，#DataxMOVXDPTR，A ；Datax写入1#0832输入寄存器MOVDPTR，#00FDH ；选中2#0832（的输入寄存器）：A1=0MOVA，#DatayMOVXDPTR，A ；Datay写入2#0832输入寄存器MOVDPTR，#00FBH ；选中1#和2#0832的DAC寄存器： A2=0MOVXDPTR，A ；1#和2#输入寄存器的内容同时 传送到DAC寄存器中C51程序：#include#include#

12、define INPUTR1 XBYTE0 x00FE#define INPUTR2 XBYTE0 x00FD #define DACR XBYTE0 x00FB#define uchar unsigned char void dac2b(data1,data2) uchar data1,data2;INPUTR1=data1; /*数据送到一片DAC0832*/INPUTR2=data2;/*数据送到另一片DAC0832*/DACR=0; /*启动两路D/A同时转换*/一、实验目的二、实验说明三、实验仪器四、实验内容六、实验报告要求第五次实验单片机DA输出实验 五、思考题一、实验目的1、了解

13、D/A转换的基本原理。2、了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。3、了解单片机系统中扩展D/A转换的基本方 法。 二、实验说明 1、利用DAC0832，编制程序产生锯齿波、三角波、正弦波。三种波轮流显示，用示波器观看。 三、实验仪器和条件计算机伟福实验箱（ lab2000P ）示波器 四、实验内容 1、D/A转换是把数字量转换成模拟量的变换，实验台上D/A电路输出的是模拟电压信号。要实现实验要求，比较简单的方法是产生三个波形的表格，然后通过查表来实现波形显示。 2、产生锯齿波和三角波的表格只需由数字量的增减来控制，同时要注意三角波要分段来产生。要产生正弦波，较简单的方法是造一张正弦数字量表。即查函数表得到的值转换成十六进制数填表。 D/A转换取值范围为一个周期，采样点越多，精度越高些。本例采用的采样点为256点/周期。 3、8位D/A转换器的输入数据与输出电压的关系为 U(0-5V)=Uref/256N U(-5V+5V)=2Uref/256N-5V (这里 Uref为+5V) 程序参考流程框图实验电路及连线 参考源程序 CS0832 equ 0a000h mov dptr, #CS0832 mov a, #0 movx dptr, a mov a, #40h movx dptr, a m