总复习第六章 模数与数模转换及其接口

总复习第六章模数与数模转换及其接口工业用微型计算机2第6章模/数与数/模转换及其接口6.1模拟量的输入与输出通道6.2数/模（D/A）转换器6.3模/数（A/D）转换器

3数/模转换器的工作原理●数/模转换器的功能是将数字量转换成模拟量。●把一个数字量变成模拟量，就是要把每一位的代码按照权值转换为对应的模拟量，再把各位所对应的模拟量相加，其和便是数字量所对应的模拟量。●数字量由若干个数位构成，每个数位都有一定的权，如8位二进制数的最高位D7的权为27=128，只要D7=1，就表示具有了128这个数值。6.2.1D/A转换原理6.2数/模（D/A）转换器【识记】D/A转换的原理4V+RF(R/2)27RLSBMSB0101I0V--+AvoS0S1S2S3S4S5S6S7iΣvREFI1I2I3I4I5I6I7d0d1d2d3d4d5d6d726R25R24R23R22R21R20R1.权电阻网络D/A转换器5d0d1d2d3d4d5d6d7RRRRRRRR2R2R2R2R2R2R2R2R2RLSBMSBI/21I/22I/23I/24I/25I/26I/27I/28I/21I/22I/23I/24I/25I/26I/27I/28I0101V-V+-+AvoS0S1S2S3S4S5S6S7iΣvREF2.T型电阻网络D/A转换器62011-05．12位的D/A转换器的分辨率表达式为【】

A．1/12B．1/212

C．1/(212-1)D．1/(212+1)2011-20．某8位D/A转换器输出电压的范围为0~5V，数字量40H对应的输出电压约为【】

A．1VB．1.25V

C．2VD．4V2009-17.某D/A转换电路最小分辨率4.888mV，满刻度电压5V，则该电路输入二进制数字量的位数应是【】

A．4B．8

C．10D．12CBC●分辨率是指D/A转换器对模拟量的分辨能力。通常用数字量的位数来表示，如8位、10位、12位等。也可以用DA转换器能分辨出来的最小输出电压与最大输出电压的比值来表示，即1/(2n-1)。（1）分辨率6.2.2D/A转换器的主要性能指标【识记】D/A转换的指标78位D/A转换器－DAC0832芯片6.2.3典型D/A转换器芯片DAC0832是带有两级数据输入缓冲锁存器的8位，R-2RT形电阻网络结构。建立时间：1μs；输入的数字量为8位，分辨率为8位；非线性误差：0.2%FSR（满量程）；三种输入方式：双缓冲、单缓冲和直通；采用CMOS工艺，所有引脚的逻辑电平与TTL兼容；功耗20mW；。电源：单电源+5~+15V；参考电压：-10V~+10V。主要性能【识记】DAC0832的功能分辨率数值输入的方式模拟输出方式88位D/A转换器－DAC0832芯片图6.6DAC0832的内部结构【领会】DAC0832的内部结构9（3）DAC0832的数字输入双缓冲输入方式单缓冲输入方式直通输入方式10两个寄存器都处于受控（缓冲）状态能够对一个数据进行D/A转换的同时；输入另一个数据LE2LE1DAC0832输入寄存器DI0～DI7D/A转换器DAC寄存器Iout11）双缓冲输入方式11ILE固定接高电平，WR1、WR2与总线信号IOW相连，CS为输入寄存器的地址译码信号，XFER为DAC寄存器的地址译码信号。RfbIout2Iout1+_ADI0

DI7VoutD0

D7DAC0832ILE+5V输入寄存器端口地址DAC寄存器端口地址图6-7a）双缓冲输入方式【领会】DAC0832的双缓冲输入的连接MOVAL，DATAOUTIPORT，ALOUTDACPORT，AL12LE1＝1，或者LE2＝1两个寄存器之一始终处于直通状态另一个寄存器处于受控状态（缓冲状态）LE2LE1DAC0832输入寄存器DI0～DI7D/A转换器DAC寄存器Iout12）单缓冲输入方式13LE1＝1，或者LE2＝1两个寄存器之一始终处于直通状态另一个寄存器处于受控状态（缓冲状态）LE2LE1DAC0832输入寄存器DI0～DI7D/A转换器DAC寄存器Iout114一般是DAC寄存器处于直通状态，即把WR2和XFER都数字接地。此时数据只要写入DAC芯片立刻进行数模转换。图6-7b）单缓冲输入方式RfbDI0

DI7Iout2Iout1+_AVoutD0

D7DAC0832ILE+5V输入寄存器端口地址【领会】DAC0832的单缓冲输入的连接MOVAL，DATAOUTIPORT，AL15LE1＝LE2＝1输入的数字数据直接进入D/A转换器LE2LE1DAC0832输入寄存器DI0～DI7D/A转换器DAC寄存器Iout13）直通输入方式16CS、WR1、WR2、XFER引脚都直接接数字地，ILE引脚为高电平时，芯片处于直通状态。此时8位数字量一旦到达DI7

DI0输入端，就立即进行D/A转换而输出。RfbIout2Iout1+_ADI0

DI7VoutD0

D7DAC0832ILE+5V17（4）DAC0832的模拟输出单极性输出双极性输出18单极性输出Vout＝－Iout1×Rfb＝－（D/28）×VREF

RfbIout2Iout1+_ADI0

DI7VoutVREFD0

D7DAC0832RfbVREF显然，VOUT和D成正比关系，输入数字量D为00H时，VOUT也为0；输入数字量D为FFH即255时，VOUT为与VREF极性相反的最大值。图6-8b单极性输出19双极性输出I1I2I1＋I2＝0VoutRfbIout2Iout1+_A1DI0

DI7Vout1VREFD0

D7DAC0832Rfb+_A2R2R2RVREF图6-9双极性输出20电路如题39图所示，DAC0832工作于单缓冲方式，其输入寄存器端口地址为200H，现要求使用DAC0832产生连续的三角波输出。要实现上述功能，填空完善下面的程序。【2011-39】21MOVDX，_____；输入控制寄存器端口地址MOVAL，00H；D/A转换初值为0UP:OUTDX，AL；启动D/A转换CALLDELAY；调用延时子程序INCAL；数值递增JNZUP；未到最大值，转至UPDECAL；否则，数值递减DOWN:____DX，AL；启动D/A转换CALLDELAY；调用延时子程序____AL；数值递减JNZ_____；未到0，转至DOWNJMP_____；继续输出下一个三角波200HOUTDECDOWNUP22电路如题39图所示，DAC0832工作于单缓冲方式，其输入寄存器端口地址为200H。现要求使用DAC0832产生1000个连续的锯齿波。要实现上述功能，填空完善下面的程序。【2012-39】231000200HDXALLOOPMOVCX，_____；计数初值送CXMOVAL，0；送D/A转换初值MOVDX，_____；指向DAC0832输入寄存器AGAIN:OUT_____，AL；转换值送至输入寄存器INC_____；D/A转换值增1JNZAGAIN；若AL不为0，继续生成锯齿波_____AGAIN；未达到1000个锯齿波，则继续2425●A/D转换器是可将模拟信号转换为n位二进制数的装置。●输出的是在幅值上离散的数字量。●输入的是在时间和幅值上连续变化的模拟量。6.3.1A/D转换原理●转换分四步进行：采样保持量化

编码6.3模/数（A/D）转换器261.采样、保持、量化和编码●采样：是指将时间上连续的模拟量F(t)转换成时间上离散（断续变化）的模拟量，其过程可用Fs(t)=F(t)S(t)表示。S(t)为采样脉冲序列，当S(t)=1时，Fs(t)=F(t)，当S(t)=0时，Fs(t)=0。【识记】采样、保持、量化、编码的概念为了保证能从采样信号Fs(t)重建足够精度的原始信号F(t)，必须满足，fs≥

2fi(max)，即采样频率为模拟信号中最高频率分量的频率的两倍，这就是香农采样定理。27优点缺点并联比较型转换速度快功耗大、成本高逐次逼近型结构简单、功耗较低、精度高双积分型精度高较强的抗干扰能力转换速度低三种类型A/D转换器比较28（3）转换精度●转换精度反映了A/D转换器的实际输出接近理论输出的精确程度。分为绝对精度和相对精度。●所谓转换时间是指完成一次A/D转换所需要的时间。取决于转换电路的类型。（4）转换时间●分辨率是指A/D转换器能够分辨最小量化信号的能力。一个n位的A/D转换器，其分辨率就是模拟输入为满量程的1/2n时的电平值。（1）分辨率6.3.2A/D转换器的主要性能指标（2）量化误差●量化误差是A/D转化时取整所产生的固有误差，对于四舍五入取整法，该误差在±1/2LSB之间。【识记】A/D转换的指标292010-28.与逐次逼近型A/D转换器相比，

积分型转换器的转换速度________。2010-18.一个10位逐次比较型A/D转换器，满量程为10V，绝对精度为

1/2LSB，则其分辨率约为【】

A．4.88MvB．5mV

C．9.77mVD．10mV2012-28.根据香农采样定理，如果输入模拟信号的最高频率为1MHz，需要使用的A/D转换器的最低采样频率为________。P314慢C2MHz30

6.3.3典型A/D转换器芯片1.ADC0809

ADC0809是逐次逼近型A/D转换芯片，内部有8路模拟开关可输入八个模拟量，有三态输出缓冲器，可直接与CPU总线接口。

ADC0809的分辨率是8位。【识记】ADC0809的功能、分辨率31控制与时序逐次逼近寄存器SAR电阻网络电压比较器树状开关ADDAADDBADDC地址锁存有效ALE8路模拟开关START三态输出锁存缓冲器GND转换结束EOCIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7D0D1D2D3D4D5D6D7VREF（+）8路模拟信号输入A8位A/D转换器地址锁存与译码3位地址码输入VREF（-）VCC输出有效控制OE(LSB)8位数据输出(MSB)启动CLOCK时钟

ADC0809的内部结构

32ADC0809的转换时序33电路如题40图所示，ADC0809的数据输出通过8255A的端口PA与数据总线相连，只使用通道IN0（ADDA、ADDB、ADDC接地）、A/D转换启动信号START由8255A的PB0提供，A/D转换结束信号由PC0输入。若8255A地址为240H~243H，填空完善完成一次数据采集的程序。【2012-40】34243HOUT242HIN01HREADY240HDXMOVAL，91H