第8章 波形发生器设计.ppt

1、1,子情境一 D/A转换器 子情境二 正弦波发生器的设计,情境八 波形发生器,2,1DAC的性能指标 DAC输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。有关 D/A 转换器的技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码 种类(二进制或 BCD 码)等。下面介绍几个与接口有关的技术性能指标。 (1).分辨率 分辨率是 D/A 转换器对输入量变化敏感程度,子情境一 D/A转换器,3,的描述，与输入数字量的位数有关。如果数字量的位数为n，则 D/A 转换器的分辨率为 2-n。这就意味着D/A转换器能对满刻度的2-n 输入量做出反应。例如，8 位数的分辨率为 1/

2、256，10 位数的分辨率为 1/1024 等，如表54。 (2).精度 DAC的精度定义为实际输出电压或电流与理论值之间的误差。这是DAC的静态指标，一般采用采用最小有效位LSB的分数表示，例如l2LSB。如果分辨率为20mV。则它的精度是10mV。,3,子情境一 D/A转换器,4,(3).线性度 DAC的线性度定义为数字量变化时，DAC输出的模拟电压或电流按比例关系变化的程度。理想的DAC是线性的，但实际上有误差，在02n-1的数字转换范围内，实际输出电流或电压与理论值之间的最大偏差称为线性误差。 (4).稳定时间 当输入至DAC的二进制数发出变化时，模拟输出电压或电流也要跟着变化，模拟输

3、出电压,4,子情境一 D/A转换器,5,下面以目前使用较普遍的8位ADC0832转换芯片为例讲解 51系列单片机与DAC芯片的接口设计。 （1）内部结构及引脚 DAC0832是一个8 位 D/A 转换器。单电源供电，从+5V+15V 均可正常工作。基准电压的范围为-10V+10V；电流建立时间为 1s；CMOS工艺，低功耗20mW。 DAC0832 内部结构框图如图 5-22 所示。,5,子情境一 D/A转换器,6,图 522 DAC0832 内部结构框图,6,7,该转换器由输入寄存器和 DAC 寄存器构成两级数据输入锁存。使用时，数据输入可以 采用两级锁存(双锁存)形式、单级锁存(一级锁存，

4、一级直通)形式或直接输入(两级直通)形式。 DAC0832的引脚如图5-23所示。,7,子情境一 D/A转换器,8,8,图5-23 DAC0832的引脚,9,各引脚的功能如下： DI7DI0转换数据输入，TTL电平，有效时间大于90ms。 片选信号输入端，低电平有效。 ILE数据锁存允许控制信号输入端，高电平有效。 输入寄存器写选通输入端，低电平有效。当 为0，ILE为1， 为0时，DI7DI0状态被锁存到输入寄存器。,9,子情境一 D/A转换器,10,DAC寄存器写选通输入端，低电平有效。当 为0， 为0时，输入寄存器的状态被传送到DAC寄存器中。 数据传送控制信号输入端，低电平有效 。 I

5、out1电流输出端，当输入数据全为1时，输出电流最大；全为0时输出电流最小。 Iout2电流输出端。 DAC转换器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常数。,10,子情境一 D/A转换器,11,反馈电阻端，芯片内部此端与Iout1之间已接有一个15K电阻。 基准电压输入端，外加高精度电压源，与芯片内的电阻网络相连接，该电压可正可负，范围为-10V+10V。 DGND数字地。 AGND模拟地。,11,子情境一 D/A转换器,12,(2) DAC0832的工作方式 DAC0832有3种工作方式：直通方式、单缓冲方式、双缓冲方式。 直通方式 图524所示为直通方式的连接方法。XFER、 、 接地

6、，ILE接高电平。,12,子情境一 D/A转换器,13,13,图524 ADC0832直通方式接口,14,. 单缓冲方式的连接 所谓单缓冲方式就是使 DAC0832 的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式。在实际应用中，如果只有一路模拟量输出，或虽有几路模拟量但并不要求同步输出时，就可采用单缓冲方式。单缓冲方式的两种连接如图 525 所示。,14,子情境一 D/A转换器,15,15,图5-25 DAC0832 单缓冲方式接口,16,.双缓冲方式的连接 所谓双缓冲方式就是把 DAC0832 的两个锁存器都接成受控锁存方式。双缓冲 DAC0832的连接如图 5-26所示。

7、采用地址译码输出分别接 CS 和 XFER 来实现，然后再给 WR1 和 WR2 提供写选通信号，这样就完成了两个锁存器都可控的双缓冲接口方式,16,子情境一 D/A转换器,17,17,图5-26 DAC0832 双缓冲方式接口,18,一、任务目标 通过本任务的学习了解单片机常用接口的使用方法。 二、任务分析 利用单片机和数模转换电路dac0832产生一个正弦波，波形能用示波器检测。,18,子情境二 正弦波发生器的设计,19,三、硬件设计 波形的产生是通过AT89S51 执行某一波形发生程序，向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形 。,19,

8、子情境二 正弦波发生器的设计,20,四、程序设计 程序设计的关键点在于将正弦波产生的数据先存起来，再查表直接发送到数模转换电路上进行转换就可以了。,20,子情境二 正弦波发生器的设计,21,21,子情境二 正弦波发生器的设计,MOV DPTR,#SINTAB ;正弦表写入内部RAM6DH-7FH MOV R0,#6DHLOOP: CLR A MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC DPTR INC R0 CJNE R0,#80H,LOOP MOV DPTR,#7FFFH ;设置D/A转换器的端口地址 MOV R0,#6DH ;设置正弦表指针,22,子情境二 正弦波发生器的设计,L

9、OOP1: MOV A,R0 ;查表 MOVX DPTR,A ;D/A转换 ACALL DELAY ;延时，等待转换结束 DEC R0 ;正弦表位移量增量 CJNE R0, #6DH,LOOP1 ;第一象限输出完？LOOP2: MOV A,R0 ;查表 MOVX DPTR,A ;D/A转换 acall DELAY ;延时，等待转换结束 DEC R0 ;正弦表位移量减量 CJNE R0, #6DH,LOOP2 ;第二象限输出完？LOOP3: MOV A,R0 ;查表 CPL A ;表值取反 MOVX DPTR,A ;D/A转换 ACALL DELAY ;延时，等待转换结束 INC R0 ;正弦表

10、位移量增量 CJNE R0,#7FH,LOOP3 ;第三象限输出完？,23,子情境二 正弦波发生器的设计,LOOP4:MOV A,R0 ;查表 CPL A ;表值取反 MOVX DPTR,A ;D/A转换 ACALL DELAY ;延时，等待转换结束 DEC R0 ;正弦表位移量减量 CJNE R0,#6DH,LOOP4 ;第四象限输出完？ SJMP LOOP1DELAY:MOV R7,#200 ; 延时50msDEL1:MOV R6,#123 NOPDEL2：JNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 RET,24,子情境二 正弦波发生器的设计,SINTAB:DB 80H,83H,86

11、H,89H,8DH,90H,93H,96HDB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEHDB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5HDB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8HDB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H, 0E5H,0E7H,0E9HDB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H, 0F2H,0F4H,0F5HDB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDHDB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FF

12、H, 0FFH,0FFH,0FFHDB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FDHDB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6HDB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAHDB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAHDB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0CAH,0C7HDB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1HDB 0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A

13、2H, 9FH, 9CH, 99H,25,子情境二 正弦波发生器的设计,DB 96H, 93H, 90H, 8DH, 89H, 86H, 83H, 80HDB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69HDB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H, 51HDB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AHDB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27HDB 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16HDB 15H, 13H, 11H, 10H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AHDB 09H, 08H, 07H, 06H, 05H, 04H, 03H, 02HDB 02H, 01H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00HDB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 01H, 02HDB 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 07H, 08H, 09HDB 0AH, 0BH, 0DH, 0EH, 10H, 11H, 1