第 1 页 共 5 页 3. 模数转换器
（1） 模/数（A/D）转换器
A/D转换器是模拟信号源与计算机或其它数字系统之间联系的桥梁，它的任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机或数字系统进行处理、存储、控制和显示。在工业控制和数据采集及其它领域中，A/D转换器是不可缺少的重要组成部分。
1) 逐次逼近型A/D转换器
逐次逼近型A/D转换器又称逐次渐近型A/D转换器，是一种反馈比较型A/D转换器。逐次逼近型A/D转换器进行转换的过程类似于天平称物体重量的过程。天平的一端放着被称的物体，另一端加砝码，各砝码的重量按二进制关系设置，一个比一个重量减半。称重时，把砝码从大到小依次放在天平上，与被称物体比较，如砝码不如物体重，则该砝码予以保留，反之去掉该砝码，多次试探，经天平比较加以取舍，直到天平基本平衡称出物体的重量为止。这样就以一系列二进制码的重量之和表示了被称物体的重量。例如设物体重11克，砝码的重量分别为1克、2克、4克和8克。称重时，物体天平的一端，在另一端先将8克的砝码放上，它比物体轻，该砝码予以保留（记为1），我们将被保留的砝码记为1，不被保留的砝码记为0。然后再将4克的砝码放上，现在砝码总和比物体重了，该砝码不予保留（记为0），依次类推，我们得到的物体重量用二进制数表示为1011。用下表7.1表示整个称重过程。
表7.1 逐次逼近法称重物体过程表
顺序 砝码（克） 比较 砝码取舍
1 8 8<11 取（1）
2 4 12>11 舍（0）
3 2 10<11 取（1）
4 1 11=11 取（1）
图7.7 逐次逼近型A/D转换器方框图
利用上述天平称物体重量的原理可构成逐次逼近型A/D转换器。
逐次逼近型A/D转换器的结构框图如图7.7所示，包括四个部分：电压比较器、D/A转换器、逐次逼近寄存器和顺序脉冲发生器及相应的控制逻辑。
逐次逼近型A/D转换器是将大小不同的参考电压与输入模拟电压逐步进行比较，比较结果以相应的二进制代码表示。转换开始前先将寄存器清零，即送给D/A转换器的数字量为0，三个输出门G7、G8、G9被封锁，没有输出。转换控制信号有效后（为高电平）开始转换，在时钟脉冲作用下，顺序脉冲发生器发出一系列节拍脉冲，寄存器受顺序脉冲发生器及控制电路的控制，逐位改变其中的数码。首先控制逻辑将寄存器的最高位置为1，使其输出为100……00。这个数码被D/A转换器转换成相应的模拟电压Uo,送到比较器与待转换的输入模拟电压Ui进行比较。若Uo＞Ui，说明寄存器输出数码过大，故将最高位的1变成0，同时将次高位置1；若Uo≤Ui,说明寄存器输出数码还不够大，则应将这一位的1保留。数码的取舍通过电压比较器的输出经控制器来完成的。依次类推按上述方法将下一位置1进行比较确定该位的1是否保留，直到最低位为止。此时寄存器里保留下来的数码即为所求的输出数字量。
第17章 模数和数模转换
数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流)，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。
实现数模转换的电路称数模转换器
模数转换即将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。
实现模数转换的电路称模数转换器
17.1 数模（D/A） 转换器
一、D/A转换器的基本原理及分类
1．数模转换的基本原理
要求：输出的模拟量与输入的数字量成正比。
输入数字量 D = (Dn-1 Dn-2 D1 D0 ) 2
= Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 + + D1 21 + D0 20
输出模拟电压 uO = D△ = (Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 + + D1 21 + D0 20)△
△ 是 DAC 能输出的最小电压值，称为 DAC 的单位量化电压，它等于 D
最低位(LSB)为 1、其余各位均为 0 时的模拟输出电压(用 ULSB 表示)。
2．倒T型网络D/A转换器,基本原理如图示：
DDn输模DACD01Dn2n1¡-uO位二进制数入拟电压输出△-∞I1111S0++uOS1S2S3D3D2D1D0iΣRFII3I2I1I0VREF2R2R02RI12RI22RI30000RRR模拟开关 Si 打向“1”侧时，相应 2R 支路接虚地；打向“0”侧时，相应
2R 支路接地。故无论开关打向哪一侧，倒 T 型电阻网络均可等效为下图：
从 A、B、C 节点向左看去，各节点对地的等效电阻均为 2R。
即 I3 = 23 I0， I2 = 22 I0， I1 = 21 I0， I0 = 20 I0
可见，支路电流值 Ii 正好代表了二进制数位 Di 的权值 2i 。
模拟开关 Si 受相应数字位 Di 控制。当 Di = 1 时，开关合向“1”侧，相应支路电流 Ii 输出；Di = 0 时，开关合向“0”侧， Ii 流入地而不能输出。
/***********主函数*****************************/
/****这是用ADC0809与DAC0832设计出来的数控电源稳压电源程序*****/
#include "reg52.h"
#include "zhuanhuan.h"
#include "zhongduan.h"
#include "uihanshu.h"
/*****主函数******/
void main()
{
mcu_init();
delay(1000);
while(1)
{
cnt0();
cnt1();
}
}
/**************输入函数*******************/
#include "uihanshu.h"
#include "reg52.h"
sbit clk=P3^1;
sbit dat=P3^0;
uchar dis_u[4],dis_i[4];
uchar ad,ad1;
uchar code
tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
/******发送显示数据*******/
void send_byte(uchar date)
{
uchar i;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(date&0x01) dat=1; else dat=0;
clk=0;
clk=1;
date>>=1;
}
}
/****u算术平均滤波****/
void uFiliter()
{
uint sum=0;
uchar i;
for(i=0;i<10;i++)
{
sum+=ad_u[i];
}
ad1=sum/10;
}
/*****U进行标度变换****/
void cov_u()
{
uint k;
1 数/模、模/数转换
8.1 实训概要
D/A转换和A/D转换是计算机与外部进行数据交换的必要的手段。在D/A转换和A/D转换过程中转换精度、转换速度都是很重要的技术指标。目前单片DAC的转换时间约为105微秒；单片ADC的转换时间约为100微秒；
8.1.1实训总体要求
通过实训，要进一步理解D/A转换器和A/D转换器的工作原理；进一步理解D/A转换器和A/D转换器的主要技术指标；要进一步理解D/A转换器和A/D转换器的分类、特点和用途。
8.1.2 实训重点
通过实训，要了解D/A转换器的转换特性和A/D转换器的转换特性；熟悉D/A转换器和A/D转换器的使用方法，了解DAC0832、ADC0809、LM324等芯片的性能特点、电路接线和参数测量方法。
8.1.3实训知识准备
1．预习数/模转换芯片DAC0832的工作原理和性能特点；
2．预习集成运算放大器LM324的工作原理和性能特点；
3．预习模/数转换芯片ADC0809的工作原理和性能特点。
8.1.4实训考核标准
1．了解数/模转换芯片DAC0832的结构特点及工作原理；
2．了解数/模转换芯片DAC0832的接线方法和参数的测定方法；
3．了解模/数转换芯片ADC0809的结构特点及工作原理；
4．了解模/数转换芯片ADC0809的接线方法和参数的测定方法。
8.2 实训案例操作分析
8.2.1案例题目：锯齿波发生器
8.2.2实训目的
熟悉数/模转换芯片DAC0832的特性和使用方法；
通过锯齿波发生器的实训进一步了解D/A转换器的应用。
8.2.3实训原理
数/模转换芯片DAC0832是一个8位的D/A转换器，它有两种工作方式：单缓冲器方式和双缓冲器方式。单缓冲器方式适用于只有一路模拟量输出的场合或几路模拟量不是同时输出的场合；双缓冲器方式则适用于几路模拟量同时输出的场合。
8.2.4实训仪器和设备
S303-4型（或其它型号）数字电路实训箱一只； 2 SR8（或其它型号）双踪示波器一只；
