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单片机c语言程序设计---D/A转换实验报告课程名称：单片机c语言设计实验类型：设计型实验实验项目名称： D/A转换实验一、实验目的和要求1.掌握数模转换的概念2.掌握D/A转换芯片DAC0832的功能及特点，掌握与单片机的接口3.掌握D/A转换芯片DAC0832的c语言编程实例二、实验内容和原理实验1.信号发生器功能：使用DAC0832用作信号发生器，编写产生锯齿波、三角波和方波的程序。
本次项目中，DAC0832采用单缓冲单极性的线选法接线方式，其选通地址为7FFFH。
（1）硬件设计使用P1口接3个独立的按键S01、S02、S03，当按下S01时输出锯齿波，按下S02时输出三角波，当按下S03时输出方波。
电路原理图如下仿真所需元器件（2）proteus仿真通过Keil编译后，利用protues软件进行仿真。
在protues ISIS 编译环境中绘制仿真电路图，将编译好的“xxx.hex”文件加入AT89C51。
启动仿真，观察仿真结果。
三、实验要求：1.完成信号发生器实验。
具体包括绘制仿真电路图、编写c源程序、进行仿真并观察仿真结果，需要保存原理图截图，保存c源程序，总结观察的仿真结果。
完成思考题。
四、操作方法与实验步骤1.按照硬件设计在protues上按照所给硬件设计绘制电路图。
2.在keil上进行编译后生成“xxx.hex”文件。
3.编译好的“xxx.hex”文件加入AT89C51。
启动仿真，观察仿真结果。
五、实验结果与分析void main(){while(1){while( K01==0 ) //生成锯齿波{for(cDigital=0;cDigital<=250;cDigital++){TransformData(cDigital);//进行数模转换}}while( K02==0 ) //生成三角波{for(cDigital=0;cDigital<=250;cDigital++){TransformData(cDigital);//进行数模转换}for(cDigital=250;cDigital>=0;cDigital--){TransformData(cDigital);//进行数模转换}}while( K03==0 ) //生成方波{TransformData(0);//进行数模转换Delay(500);TransformData(250);//进行数模转换Delay(500);}}}六、讨论和心得。
单片机DA转换（一）引言概述：单片机DA转换是指通过数字信号与模拟信号之间的转换，将数字信号转换为相应的模拟信号输出。
本文将介绍单片机DA转换的基本原理和相关知识，包括DA转换的作用、工作原理、不同类型的DA转换以及相关应用。
正文：1. DA转换的作用- 将数字信号转换为模拟信号，实现数字系统与模拟系统之间的有效连接。
- 实现对模拟信号的控制和调节，用于控制各种模拟设备，如温度传感器、电机等。
- 提供数字信号与模拟信号之间的接口，用于与外部设备进行数据交换。
2. DA转换的工作原理- 采用采样-量化-编码的过程，将输入的连续模拟信号转换为离散的数字信号。
- 通过数值编码将数字信号转换为相应的模拟量输出。
3. 不同类型的DA转换器- 串行式DA转换器：采用串行输入和并行输出的方式进行转换，适用于低速、低分辨率的应用。
- 并行式DA转换器：采用并行输入和并行输出的方式进行转换，适用于高速、高分辨率的应用。
- PWM式DA转换器：通过调整占空比来实现模拟信号的输出，适用于需要高分辨率和高精度的应用。
4. DA转换器的应用- 电子测量仪器：用于测量和检测各种物理量的仪器，如数字万用表、示波器等。
- 工业自动化控制系统：用于控制和监测生产线上的各种设备和工艺变量。
- 通信系统：用于数字信号的调制和解调，如调制解调器、数字移位寄存器等。
- 音频信号处理：用于数字音频信号的转换和处理，如音频播放器等。
- 机器人技术：用于控制和执行机器人的各种动作和任务。
总结：本文介绍了单片机DA转换的基本原理和相关知识，包括其作用、工作原理、不同类型的DA转换器以及应用范围。
了解和掌握这些知识对于单片机设计和应用具有重要意义，能够帮助我们更好地实现数字信号与模拟信号的转换和控制。
第3章单片机AD、DA转换控制系统3.1 制作要求单片机系统对A/D、D/A转换电路控制以及所采集数据的处理，并且进行相应转换、处理后传送到数码显示上显示出相应的数值，并且通过按键对两个系统进行切换工作。
3.2 电路原理图及工作原理A/D 转换电路ADC0809是调节变阻引起模拟信号的变化并转换为数字信号传送的单片机系统进行处理，即是调节变阻引起温度的变化并把其温度值通过数码显示； D/A转换电路DAC0832是把单片机系统所传送的数字信号转换为模拟的电流、信号通过运放转换为电压信号去控制转盘的转速，同时通过数码显示。
3.3主要元件清单表3-3-1AD、DA转换控制系统主要元件清单3.4 芯片引脚及其功能3.4.1 单片机89C51图3-4-1 单片机89C51引脚功能介绍：Vss(20脚):接地VCC（40脚）: 主电源+5VXTAL1（19脚）:接外部晶体的一端。
在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。
在采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该端引脚必须接地；对于CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。
XTAL2（18脚）: 接外部晶体的另一端。
在片内它是一个振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率。
若需采用外部时钟电路，对于HMOS 单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬浮。
RST（9脚）: 单片机刚接上电源时，其内部各寄存器处于随机状态，在该脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位（RESET）PSEN（29脚）: 在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。
CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。
不过，在访问片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现。
PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。
我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出，可以判别80C51是否在工作。
ALE/PROG（30脚）:在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。
利用单片机和D/A转换器产生各种信号的方法崇州市职业中专学校陈贵清摘要：在单片机学习中，有关于D/A转换的内容。
我们可以巧妙利用单片机和D/A转换器来产生一些常用的信号波形，以供利用。
通过编写程序，可以在电路基本不变的情况下获得不同类型、不同频率和不同幅度的波形。
编写程序，最重要的是思路，本文就利用单片机和D/A转换器产生各种信号的方法进行简单的阐述。
关键词：单片机 D/A转换 DAC0832 方波产生三角波产生锯齿波产生利用单片机和D/A转换器可以产生一些电路所需要的各种信号，如方波，锯齿波，三角波等。
应用的方式各不相同，但方法大同小异，本文就对产生信号的方法，思路做一定的分析。
现在应用广泛的MCS-51系列单片机，价格低廉，功能强大。
让它和D/A转换器搭档，可以获得理想的输出信号。
D/A转换器按分辨率分为：8位、10位和12位。
位数越高，最低一位数字引起模拟量幅度的变化量越小，精度越高。
本文以89C51单片机和8位的DAC0832为例进行说明。
一、DAC0832的特性DAC0832是一种常用的DAC芯片，其主要特性如下：1、分辨率为8位。
2、电流型输出，当转换结果需要电压输出时，可在其IOUT1、IOUT2输出端加运算放大器，将电流信号变换成电压信号输出。
3、片内两级缓冲，可实现直接输入，双缓冲输入和单缓冲输入三种工作方式。
4、DIP20封装，单电源供电，电压范围为+5-15V。
其引脚可参看图1中的DAC0832，引脚功能可参看相关芯片手册。
、二、利用DAC0832单缓冲方式实现信号输出所谓单缓冲方式是指8位输入寄存器和8位DAC寄存器其中之一处于直通方式，而另一个处于受控锁存方式。
图1：单片机与DAC0832的接口电路图要实现这种方式，我们需将ILE接高电平，WR1、WR2接单片机WR，XFER接地。
CS作为片选控制，低电平有效。
电路原理图如图1所示。
由于DAC0832输出的是电流信号，因此在其输出端连接了运算放大器作转换，得到电压输出。
AD:模数转换，将模拟信号变成数字信号，便于数字设备处理。
DA：数模转换，将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。
具体可以看看下面的资料，了解一下工作原理：1. AD转换器的分类下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、∑-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。
1）积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。
其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。
初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。
2）逐次比较型（如TLC0831）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。
其电路规模属于中等。
其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。
3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。
由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。
串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。
还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。
这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。
4）∑-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型（如AD7705）∑-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。
电路综合实习报告课程题目：基于单片机D/A转换设计函数信号发生器摘要：以51单片机为核心设计函数信号发生器，采用程序设计方法产生正弦波，方波，三角波，方波，锯齿波，波形的频率在一定频率范围内可任意改变。
通过键盘来控制四种波形的类型选择与频率变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型及数值。
主要包括信号发生部分、D/A转换部分以及液晶显示部分。
关键词：D/A转换，液晶显示主要内容：1.实习原理2.实习内容1)系统设计●设计要求●方案设计（各模块设计）●软件设计流程2)通过示波器对波形种类及频率进行测试●测试说明●测试过程●测试结果3.实习的心得体会4.附录：源程序1.实习原理：●系统总体框图●主控芯片AT89S52●DAC0832的内部结构：D/A转换原理图DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。
能完成数字量输入到模拟量(电流) 输出的转换。
其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1μs，满量程误差为±1LSB，参考电压为-10V～+10V，供电电源为+5V～+15V，逻辑电平输入与TTL兼容。
DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号 /XFER。
●液晶屏的显示●矩阵键盘2.实习内容：1）系统设计利用AT89S52单片机采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、方波、三角波四种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来控制四种波形的类型选择、频率变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。
●设计要求1)基于单片机的D/A转换用软件编程产生四种波形，分别为：锯齿波，正弦波，方波，三角波；2）通过键盘选择四种波形类型；3）波形频率可调；●方案设计论证显示方案论证：方案一：采用LED数码管。
LED数码管由8个发光二极管组成，每只数码管轮流显示各自的字符。
AD:模数转换，将模拟信号变成数字信号，便于数字设备处理。
DA：数模转换，将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。
具体可以看看下面的资料，了解一下工作原理：1. AD转换器的分类下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、∑-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。
1）积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。
其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。
初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。
2）逐次比较型（如TLC0831）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。
其电路规模属于中等。
其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。
3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。
由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。
串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。
还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。
这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。
4）∑-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型（如AD7705）∑-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。
原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值。
电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做到高分辨率。
主要用于音频和测量。
5）电容阵列逐次比较型电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式，也可称为电荷再分配型。
一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致，在单芯片上生成高精度的电阻并不容易。
如果用电容阵列取代电阻阵列，可以用低廉成本制成高精度单片AD转换器。
最近的逐次比较型AD转换器大多为电容阵列式的。
6）压频变换型（如AD650）压频变换型（Voltage-Frequency Converter）是通过间接转换方式实现模数转换的。
其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量。
从理论上讲这种AD 的分辨率几乎可以无限增加，只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。
其优点是分辩率高、功耗低、价格低，但是需要外部计数电路共同完成AD转换。
（7）流水线型A/D转换器为兼顾高速率和高精度的要求，流水线结构的A/D转换器应运而生。
这种A/D转换器如图11-6所示，它结合了串行和闪烁型ADC的特点，采用基于流水线结构(pipeline)的多级转换技术，各级模拟信号之间并行处理，能得到较高的转换速度为100Msps；利用数字校正电路对各级误差进行校正，保证有较高的精度；所用器件数目与转换位数成正比，可有效地控制功耗和成本。
本实例采用的是流水线结构的12位模数转换器(ADC)。
常用A/D 、D/A转换器的工作原理（连载之二）——双积分型AD 转换器双积分型AD 转换器的工作原理双积分型AD 转换器属于间接型AD 转换器，它是把待转换的输入模拟电压先转换为一个中间变量，例如时间T；然后再对中间变量量化编码，得出转换结果，这种AD 转换器多称为电压- 时间变换型（简称VT 型）。
图7.11 给出的是VT 型双积分式AD 转换器的原理图。
转换开始前，先将计数器清零，并接通S 0 使电容C 完全放电。
转换开始，断开S 0 。
整个转换过程分两阶段进行。
第一阶段，令开关S 1 置于输入信号U i 一侧。
积分器对U i 进行固定时间T1 的积分。
积分结束时积分器的输出电压为：可见积分器的输出U O1 与U I 成正比。
这一过程称为转换电路对输入模拟电压的采样过程。
在采样开始时，逻辑控制电路将计数门打开，计数器计数。
当计数器达到满量程N时，计数器由全“1”复“0”，这个时间正好等于固定的积分时间T1 。
计数器复“ 0 ”时，同时给出一个溢出脉冲（即进位脉冲）使控制逻辑电路发出信号，令开关S 1 转换至参考电压- V REF 一侧，采样阶段结束。
第二阶段称为定速率积分过程，将U O1 转换为成比例的时间间隔。
采样阶段结束时，一方面因参考电压- V REF 的极性与U I 相反，积分器向相反方向积分。
计数器由0 开始计数，经过T2 时间，积分器输出电压回升为零，过零比较器输出低电平，关闭计数门，计数器停止计数，同时通过逻辑控制电路使开关S 1 与u I 相接，重复第一步。
如图7.12 所示。
因此得到：即式(7.5) 表明，反向积分时间T2 与输入模拟电压成正比。
在T2 期间计数门G 2 打开，标准频率为f CP 的时钟通过G 2 ，计数器对U G 计数，计数结果为D，由于则计数的脉冲数为计数器中的数值就是AD转换器转换后数字量，至此即完成了VT 转换。
若输入电压，则，它们之间也都满足固定的比例关系，如图7.12 所示。
双积分型AD 转换器若与逐次逼近型AD 转换器相比较，因有积分器的存在，积分器的输出只对输入信号的平均值有所响应，所以，它突出优点是工作性能比较稳定且抗干扰能力强；由式以上分析可以看出，只要两次积分过程中积分器的时间常数相等，计数器的计数结果与RC无关，所以，该电路对RC精度的要求不高，而且电路的结构也比较简单。
双积分型AD 转换器属于低速型AD 转换器，一次转换时间在1~2ms ，而逐次比较型AD 转换器可达到1 m s 。
不过在工业控制系统中的许多场合，毫秒级的转换时间已经足足有余，双积分型AD 转换器的优点正好有了用武之地。
2. AD转换器的主要技术指标1）分辩率(Resolution) 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2n的比值。
分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。
2）转换速率(Conversion Rate)是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。
积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。
采样时间则是另外一个概念，是指两次转换的间隔。
为了保证转换的正确完成，采样速率(Sample Rate)必须小于或等于转换速率。
因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。
常用单位是ksps和Msps，表示每秒采样千/百万次（kilo / Million Samples per Second）。
3）量化误差(Quantizing Error) 由于AD的有限分辩率而引起的误差，即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD（理想AD）的转移特性曲线（直线）之间的最大偏差。
通常是 1 个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。
4）偏移误差(Offset Error) 输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。
5）满刻度误差(Full Scale Error) 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。
6）线性度(Linearity) 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。
其他指标还有：绝对精度(Absolute Accuracy) ，相对精度(Relative Accuracy)，微分非线性，单调性和无错码，总谐波失真（Total Harmonic Distotortion缩写THD）和积分非线性。
3. DA转换器DA转换器的内部电路构成无太大差异，一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。
大多数DA转换器由电阻阵列和n个电流开关(或电压开关)构成。
按数字输入值切换开关，产生比例于输入的电流(或电压)。
此外，也有为了改善精度而把恒流源放入器件内部的。
一般说来，由于电流开关的切换误差小，大多采用电流开关型电路，电流开关型电路如果直接输出生成的电流，则为电流输出型DA转换器，如果经电流椀缪棺缓笫涑觯蛭缪故涑鲂?/FONT>DA 转换器。
此外，电压开关型电路为直接输出电压型DA转换器。
1）电压输出型（如TLC5620）电压输出型DA转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的，但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。
直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载，由于无输出放大器部分的延迟，故常作为高速DA转换器使用。
2）电流输出型(如THS5661A)电流输出型DA转换器很少直接利用电流输出，大多外接电流—电压转换电路得到电压输出，后者有两种方法：一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流—电压转换，二是外接运算放大器。
用负载电阻进行电流—电压转换的方法，虽可在电流输出引脚上出现电压，但必须在规定的输出电压范围内使用，而且由于输出阻抗高，所以一般外接运算放大器使用。
此外，大部分CMOS DA转换器当输出电压不为零时不能正确动作，所以必须外接运算放大器。
当外接运算放大器进行电流电压转换时，则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型相同，这时由于在DA转换器的电流建立时间上加入了达算放入器的延迟，使响应变慢。
此外，这种电路中运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振，有时必须作相位补偿。
3）乘算型（如AD7533）DA转换器中有使用恒定基准电压的，也有在基准电压输入上加交流信号的，后者由于能得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出，因而称为乘算型DA 转换器。
乘算型DA转换器一般不仅可以进行乘法运算，而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进行调制的调制器使用。
4）一位DA转换器一位DA转换器与前述转换方式全然不同，它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出，然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出(又称位流方式)，用于音频等场合。
4. DA转换器的主要技术指标：1）分辩率(Resolution) 指最小模拟输出量（对应数字量仅最低位为…1‟）与最大量（对应数字量所有有效位为…1‟）之比。
2）建立时间(Setting Time) 是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间，也可以认为是转换时间。
