数模转换电路设计与实现

数模转换电路设计与实现第一页，共三十二页，2022年，8月28日一.基本要求输入范围：00H~0FFH安装：

独立电路板结构对应输出：

-10V~+10V响应时间：

<1ms误差：

1%FSR电源供电：

+5V，±12V第二页，共三十二页，2022年，8月28日二.数/模D/A电路选择1.D/A---数字量→模拟量转换电路数字量DATA模拟量VD/A转换器01101100，10110001，…1.12V，2.68V，…转换控制模拟量数字量转换控制第三页，共三十二页，2022年，8月28日2.常用D/A电路的特点⑴基本原理电流开关型：用数字切换电流开关，产生与电阻网络权电流对应的电流“和”；⑵输出方式与数字量成比例的电流输出/与数字量成比例的电压输出/数字量和参考电压的相乘输出；脉宽调制型：将数字转换为输出脉冲宽度，用积分器将脉冲宽度转换为与之对应的电压输出；⑶DAC0832

8位乘算型电流输出的典型产品，具有MCU兼容接口，使用方便，价格低，能满足设计要求。第四页，共三十二页，2022年，8月28日三.8位D/A转换器DAC0832的接口设计1.DAC0832工作原理及特性·工作原理恒流源VrefD1D2D5D6D7Iout1vIout2RfbRfb=RD4D5第五页，共三十二页，2022年，8月28日输出为电流，量值正比于DATA。最大电流输出最小电流变化（1个最低有效位LSB的变化）第六页，共三十二页，2022年，8月28日·电流→电压转换电路单极输出转换电路（输出电压为单一极性）Rfb=RIout1Iout2例如：第七页，共三十二页，2022年，8月28日双极输出转换电路（输出电压可以为正或负极性）第八页，共三十二页，2022年，8月28日完整双极输出电流→电压转换电路Rfb=RIout1Iout2第九页，共三十二页，2022年，8月28日2.DAC0832引脚功能及与8051单片机接口设计D0D1D2D3D4D5D6D7ILEVrefIout1Iout2RfbAGNDDGNDVCC·引脚功能第十页，共三十二页，2022年，8月28日·单缓冲接口设计D1D2D3D4D5D6DAC0832采样锁存D1D7D0第十一页，共三十二页，2022年，8月28日3.DAC0832的主要技术指标·分辨率---8位·误差---0.2%FSR·电流稳定时间---1微秒表示单位数字量（1LSB）引起的输出模拟量变化的细微程度（或最小变化值），二进制数字量位数越多分辨率越高。从数据写入D/A到输出电流达到相应数值的时间实测输出电流值与理论计算电流值之间的差值用满量程（FSR）值的百分数表示第十二页，共三十二页，2022年，8月28日4.芯片参数•电源电压（最大）：+17V推荐用+5V•参考电压范围：±25V按要求使用第十三页，共三十二页，2022年，8月28日+5V+5VP3.2ALERSTWRD0RDD1A4D2A3D3A2D4A1D5C4D6C3D7C2P3.4C1GNDGND数/模转换电路四.安装结构+5V+5V数模转换输出-12V-12V+12V+12VGNDGND第十四页，共三十二页，2022年，8月28日五.使用集成调试环境调试D/A电路模块1.调试系统组成单片机仿真器单片机板单片机仿真头电源板数/模转换板仿真器电源插头PC机通信电缆插头数\模数据显示窗口第十五页，共三十二页，2022年，8月28日2.调试环境调试方法：断开电路负载，运行测试程序，检查各节点信号是否正确。如果有问 题，按照故障诊断预案进行诊断分析，并且排除故障。测试设备：单片机仿真器调试平台：电子工程设计训练调试台单片机应用系统板40MHz双踪示波器数/模转换电路板第十六页，共三十二页，2022年，8月28日3.汇编语言调试程序MOVDPTR,#4000HABC:MOVX@DPTR,AINCACALLDELAYJMPABCDELAY:MOVR7,#01HJJJ:MOVR6,#20HDJNZR6,$DJNZR7,JJJRETEND第十七页，共三十二页，2022年，8月28日4.C语言调试程序#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineC3XBYTE[0x4000]#defineTIMER0x8000voiddelay(void);voidmain(void){unsignedcharx;while(1){++x;C3=x;delay();}}voiddelay(void){inti;for(i=0;i<TIMER;++i);}第十八页，共三十二页，2022年，8月28日5.D/A电路模块调试方法·运行D/A测试程序数/模数据显示窗口将有相应数据显示数据为从00—FF顺序递增并不断循环的数值第十九页，共三十二页，2022年，8月28日Rfb=RIout1Iout2·运行D/A测试程序第一级运放正常输出信号波形第二十页，共三十二页，2022年，8月28日Rfb=RIout1Iout2·D/A电路各主要节点正常输出信号波形第二十一页，共三十二页，2022年，8月28日·根据第二级运放输出信号波形判断故障原因第二级运放增益低平移电路未工作运放漏接一组电源D/A数据线连接有误平移电路参数有误第二十二页，共三十二页，2022年，8月28日·部分节点无信号或全部节点无信号的故障原因第二级运放无信号输出：连线有误或运放损坏二级运放皆无信号输出：连线有误或未接电源或运放损坏或D/A电路故障·D/A电路故障辨别Rfb=RIout1Iout2断开第一级运放输出与Rfb的连线，测量Iout1引脚有锯齿波输出为运放损坏，否则为D/A电路故障。第二十三页，共三十二页，2022年，8月28日6.D/A电路故障检测方法MOVDPTR,#4000HABC:MOVX@DPTR,AINCA

；CALLDELAYJMPABCDELAY:MOVR7,#01HJJJ:MOVR6,#20HDJNZR6,$DJNZR7,JJJRETEND·修改D/A测试程序，缩短循环时间（汇编程序）第二十四页，共三十二页，2022年，8月28日#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineC3XBYTE[0x4000]#defineTIMER0x8000voiddelay(void);voidmain(void){unsignedcharx;while(1){++x;C3=x;/*delay();*/}}voiddelay(void){inti;for(i=0;i<TIMER;++i);}（C程序）第二十五页，共三十二页，2022年，8月28日D0D1D2D4D5D6D789C51·指令“MOVX@DPTR,A”产生控制信号运行修改后的测试程序，有信号，D/A芯片其他引脚连接有误；否则检查信号产生电路。D3第二十六页，共三十二页，2022年，8月28日·正常的D/A故障检测D0D1D2D3D4D5D6D7ILEVrefIout1Iout2RfbAGNDDGNDVCC第二十七页，共三十二页，2022年，8月28日---数据线（全部）漏接---参考源Vref漏接---电源Vcc或数字地GND或模拟地AGND漏接---锁存器控制逻辑有误使用第1级锁存器ILE=1,,LE2=1,使用第2级锁存器ILE=1,,LE1=1,---DAC0832损坏第二十八页，共三十二页，2022年，8月28日·不正常的D/A故障检测脉冲信号占空比不正常：接反没有信号：检查左插座相应引脚有信号---左插座到芯片引脚引线漏接或错接为其它信号无信号---检查单片机板相应电路第二十九页，共三十二页，2022年，8月28日·单片机板电路检测检测单片机引脚有信号，左插座相应引脚无信号，连线漏接；否则，调试台内部断路。单片机引脚无信号，程序未运行或仿真器模拟仿真或仿真器损坏。第三十页，共三十二页，2022年，8月28日检测（译码电路检测）74LS138引脚有信号，左插座相应引脚无信号，连线漏接；否则，调试台内部断路。74LS138引脚无信号，查E1、E2、E3连接是否正确。E1=0，E2=0，E3=1译码电路输出检测第三十一页，共三十二页，2022年，8月28日译码电路输入检测CBAC1C2C30000110000H……1FFFH00