《单片机技术与应用》AD与DA转换（考点练） -课后自测（答案版）卷2

《单片机技术与应用》A/D与D/A转换-课后自测请简述A/D转换器的基本原理，并说明其主要性能指标。【答案】A/D转换器的基本原理包括采样、保持、量化和编码四个步骤。主要性能指标包括分辨率、转换速率、精度和线性度。请比较逐次逼近型（SAR）A/D转换器和双积分型（DualSlope）A/D转换器的特点。【答案】逐次逼近型（SAR）A/D转换器的特点是转换速率较高，功耗较低，精度较高，但成本相对较高；双积分型（DualSlope）A/D转换器的特点是抗干扰能力强，精度较高，但转换速率较低。请解释闪烁型（Flash）A/D转换器和Σ-Δ型（Sigma-Delta）A/D转换器的工作原理，并比较它们的优缺点。【答案】闪烁型（Flash）A/D转换器的工作原理是采用多个比较器并行工作，将模拟输入电压与一系列参考电压进行比较，快速确定数字输出值。优点是转换速率极高，缺点是功耗较大，成本较高。Σ-Δ型（Sigma-Delta）A/D转换器的工作原理是通过过采样、噪声整形和数字滤波技术，将模拟信号转换为高分辨率数字信号。优点是抗干扰能力强，分辨率高，缺点是转换速率较低。假设一个10位A/D转换器，其量程为0-5V，请计算其分辨率。【答案】分辨率=量程/(2^分辨率位数)=5V/(2^10)≈4.88mV10位A/D转换器能分辨的最小模拟信号变化量为4.88mV。简述ADC0809的内部结构及其各部分功能。【答案】ADC0809内部结构主要包括：模拟多路开关（用于选择8路模拟输入信号中的一路）、逐次逼近型A/D转换器（实现模拟信号到数字信号的转换）、通道地址锁存与译码器（用于锁存通道地址并译码）、三态输出锁存器（用于存储转换结果，并具有三态输出功能，方便与单片机接口）。分析ADC0809与单片机接口时，需要考虑哪些因素？【答案】ADC0809与单片机接口时，需要考虑以下因素：地址锁存器的选择、数据总线的配置、控制信号的连接（包括ALE、EOC、CLK等信号）以及电源和地线的连接。假设ADC0809的参考电压为5V，当模拟输入电压为2.5V时，转换结果是多少？【答案】转换结果为128。【解析】转换结果=(模拟输入电压/参考电压)*最大转换值=(2.5V/5V)*255≈128请设计一个简单的ADC0809与单片机接口电路，并说明各部分的作用。【答案】电路设计如下：地址锁存器：用于锁存单片机输出的通道地址。数据总线：连接单片机的数据总线和ADC0809的数字量输出端，用于传输转换结果。控制信号线：包括ALE、EOC、CLK等信号线，连接单片机和ADC0809，用于控制A/D转换过程。电源和地线：为ADC0809提供工作电压。各部分作用：地址锁存器：确保通道地址在转换过程中保持稳定。数据总线：传输A/D转换结果至单片机。控制信号线：控制A/D转换的启动、结束和时钟信号。电源和地线：为ADC0809提供稳定的电源。简述DAC0832的内部结构及其功能。【答案】DAC0832的内部结构包括输入寄存器、DAC寄存器和D/A转换器。输入寄存器用于接收单片机送来的数字量；DAC寄存器用于存储输入寄存器的数据，并进行D/A转换；D/A转换器将数字量转换为模拟量。请列举DAC0832的引脚功能，并说明其作用。【答案】DI0～DI7：数据输入端，与单片机的数据总线相连；CS：片选信号，低电平有效；WR1、WR2：写控制信号，低电平有效；XFER：数据传输控制信号，低电平有效；ILE：输入寄存器允许信号，高电平有效；RST：复位信号，低电平有效；IOUT1、IOUT2：模拟电流输出端；AGND：模拟地；VREF：参考电压输入端。请分析DAC0832的三种工作方式分别适用于哪些场景。【答案】双缓冲方式适用于多个数据源的情况，可以同时更新输入寄存器和DAC寄存器；单缓冲方式适用于单个数据源的情况，输入寄存器和DAC寄存器共用控制信号；直通方式适用于快速转换，输入寄存器直接与D/A转换器相连，无需额外的控制信号。请设计一个DAC0832与单片机的接口电路，并说明各部分的作用。【答案】数据线连接：将DAC0832的DI0～DI7与单片机的数据总线相连，用于传输数字量；控制线连接：将CS、WR1、WR2、XFER、ILE等控制信号与单片机的相应控制线相连，用