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第7章 数字量与模拟量的c

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模拟量与数字量转换-电子技术_图文

模拟量与数字量转换-电子技术_图文

增益误差
非线性误差
二、 D/A转换器的构成
不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端（虚地）还 是接到地，也就是不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流不 变的。
设RF=R/2
对于权电阻DAC而言，n位二进制数转换 为模拟量：
输出模拟电压的大小直接与输入 二进制 数的大小成正比，实现了数字量 到模拟量的 转换 。
集成ADC0809： 8位、前置8选1模拟开关、 后置三态输出数据锁存器，
另有相应的控制端，便于程序控制，易于直接微机 。
思考题 1、DAC和ADC有什么用途? 2、 R-2R T形电阻网络有什么特点？ 为什么通常采用R-2R T 形电阻网络DAC而不用权电阻DAC? 3、什么是DAC、 ADC的分辨率和转换精度？ 4、比较并联比较型ADC和逐次比较型DAC的优缺点?
将输入的每一位二进制代码按其权的大小转 换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟 量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比 ，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。
基本原理
转换特性
D/A转换器的转换特性，是指其输出模拟量和输入数字 量之间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的D/A转换 器的转换特性。理想的D/A转换器的转换特性，应是输出模
如果输入的是n位二进制数，则D/A转换器 的输出电压为：
第2节 A / D 转换器
A/D转换器的任务是将模拟量转换 成数字量,它是模拟信号和数字仪器 的接口。
一、 A/D转换器的基本原理
模数转换一般分为取样、保持和量化、编码两步进行。
时间上和量值上都连续
模拟信号
时间上和量值上都离散
数字信号
编码 取样
取样和保持是由取样－保持电路完成的。
vI S(t)

模拟量与数字量的转换

模拟量与数字量的转换

uo
1 01 01 01 0
S0
S1
S2
S3
2R 2R
2R
2R
2R
AR
BR
C R D IR
UR
①分别从虚线A、B、C、D处向左看的二端网络等效电阻都是R。
②不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端（虚地）还是接
到地，也就是不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流不变。
从参考电压UR处输入的电流IR为：
uo
RF I
U R RF 24 R
(d3 23 d2 22 d1 21 d0 20 )
10.1.3 集成数模转换器及其应用
NC GND
UEE Io d7 d6 d5 d4
1
16
2
15
3
14
4 DAC0808 13
5
12
6
11
7
10
8
9
(a)
COP d0
UR(-) d1
数
DAC
字
控
制
计
算
机
ADC
多 路
功率放大
执行机构
开
…
…
关
功率放大
执行机构
加热炉
…
加热炉
多
信号放大
温度传感器
路
…
…
开 关
信号放大
温度传感器
10.1.1 T型电阻网络数模转换器
Rf
R
R
R A 2R
∞ －
2R 2R
2R
2R
2R
+ +
uo
S0
S1
S2
S3

数字电子技术 (佘新平 著) 华中科技大学出版社 课后答案

数字电子技术 (佘新平 著) 华中科技大学出版社 课后答案

第一章数制与编码1.1 自测练习1.1.1、模拟量数字量1.1.2、（b）1.1.3、（c）1.1.4、（a）是数字量，（b）（c）（d）是模拟量1.2 自测练习1.2.1. 21.2.2. 比特bit1.2.3. 101.2.4. 二进制1.2.5. 十进制1.2.6. （a）1.2.7. （b）1.2.8. （c）1.2.9. （b）1.2.10. （b）1.2.11. （b）1.2.12. （a）1.2.13. （c）1.2.14. （c）1.2.15. （c）1.2.16. 1001001 1.2.17. 111.2.18. 110010 1.2.19. 1101 1.2.20. 8进制1.2.21. （a）1.2.22. 0，1，2，3，4，5，6，71.2.23. 十六进制1.2.24. 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F 1.2.25. （b）1.3 自测练习1.3.1. 1221.3.2. 675.521.3.3. 011111110.011.3.4. 521.3.5. 1BD.A81.3.6. 1110101111.11101.3.7. 38551.3.8. 28.3751.3.9. 100010.111.3.10. 135.6251.3.11. 570.11.3.12. 120.51.3.13. 2659.A1.4 自测练习1.4.1. BCD Binary coded decimal 二—十进制码1.4.2. （a）1.4.3. （b）1.4.4. 8421BCD码，4221BCD码，5421BCD 1.4.5. （a）1.4.6. 011001111001.10001.4.7. 111111101.4.8. 101010001.4.9. 111111011.4.10. 61.051.4.11. 01011001.01110101 1.4.12. 余3码1.4.13. XS31.4.14. XS31.4.15. 1000.10111.4.16. 1001100000111.4.17. 521.4.18. 110101.4.19. 0101111.4.20. （b）1.4.21. ASCII1.4.22. （a）1.4.23. ASCII American Standard Code for Information Interchange美国信息交换标准码EBCDIC Extended Binary Coded Decimal Interchange Code 扩展二-十进制交换吗1.4.24. 10010111.4.25. ASCII1.4.26. （b）1.4.27. (b)1.4.28. 110111011.4.29. -1111.4.30. +231.4.31. -231.4.32. -861.5 自测练习1.5.1 略1.5.2 110111011.5.3 010001011.5.4 11100110 补码形式1.5.5 011111011.5.6 10001000 补码形式1.5.7 11100010 补码形式习题1.1 （a）（d）是数字量，（b）（c）是模拟量，用数字表时（e）是数字量，用模拟表时（e）是模拟量1.2 （a）7, （b）31, （c）127, （d）511, （e）40951.3 （a），（b），（c）（d）522104108×+×+320410910×+×+×26108108×+×+321102105100×+×+×+21+1.4 （a）, （b）, （c）（d）3212121×+×+984+12+12+×××4311212121×+×+×+212×64212+12+12+12+1××××1212+×2220110327.15310210710110510..=×+×+×+×+×3210-1-221011.0112+02+12+12+02+12=××××××210-18437.448+38+78+48=××××10-1-2163A.1C316+A16+116+C16=××××,,,1.6 （a）11110, （b）100110,（c）110010, （d）10111.7 （a）1001010110000, （b）10010111111.8 110102 = 2610, 1011.0112 = 11.37510，57.6438 = 71.81835937510，76.EB16 = 118. 91796875101.9 1101010010012 = 65118 = D4916，0.100112 = 0.468 = 0.9816，1011111.011012 = 137.328 = 5F.68161.10 168 = 1410，1728 = 12210，61.538 = 49.671875，126.748 = 86.9375101.11 2A16 = 4210 = 1010102 = 528，B2F16 = 286310 = 1011001011112 = 54578，D3.E16= 211.87510 = 11010011.11102 = 323.78，1C3.F916 = 451.9726562510 =111000011.111110012 = 703.76281.12 （a）E, （b）2E, （c）1B3, （d）3491.13 （a）22, （b）110, （c）1053, （d）20631.14 （a）4094, （b）1386, （c）492821.15 （a）23, （b）440, （c）27771.16 198610 = 111110000102 = 00011001100001108421BCD，67.31110 = 1000011.010012 =01100111.0011000100018421BCD， 1.183410 = 1.0010112 = 0001.00011000001101008421BCD ，0.904710 = 0.1110012 = 0000.10010000010001118421BCD1.17 1310 = 000100118421BCD = 01000110XS3 = 1011Gray， 6.2510 = 0110.001001018421BCD =1001.01011000 XS3 = 0101.01Gray，0.12510 = 0000.0001001001018421BCD =0.010*********XS3 = 0.001 Gray1.18 101102 = 11101 Gray，0101102 = 011101 Gray1.19 110110112 = 0010000110018421BCD，45610 = 0100010101108421BCD，1748=0010011101008421BCD，2DA16 = 0111001100008421BCD，101100112421BCD = 010*********BCD，11000011XS3 = 100100008421BCD1.20 0.0000原= 0.0000反= 0.0000补，0.1001原= 0.1001反= 0.1001补，11001原= 10110反= 10111补1.21 010100原= 010100补，101011原= 110101补，110010原= 101110补，100001原= 111111补1.22 1310 = 00001101补，11010 = 01101110补，-2510 = 11100111补，-90 =10100110补1.23 01110000补= 11210，00011111补= 3110，11011001补= -3910，11001000补= -56101.24 1000011 1000001 1010101 1010100 1001001 1001111 1001110 0100001 0100000 1001000 1101001 1100111 1101000 0100000 1010110 1101111 1101100 1110100 1100001 1100111 11001011.25 0100010 1011000 0100000 0111101 0100000 0110010 0110101 0101111 1011001 01000101.26 BEN SMITH1.27 00000110 100001101.28 01110110 10001110第二章逻辑门2.1 自测练习2.1.1. （b）2.1.2. 162.1.3. 32, 6 2.1.4. 与2.1.5. （d）2.1.6. 162.1.7. 32, 6 2.1.8. 或2.1.9. 非2.1.10. 12.2 自测练习2.2.1. FAB=.2.2.2. (b)2.2.3. 高2.2.4. 322.2.5. 16，52.2.6. 12.2.7. 串联2.2.8. (d)2.2.9. 不相同2.2.10. 高2.2.11. 相同2.2.12. (a)2.2.13. (c)2.2.14. 奇2.3 自测练习2.3.1. OC，上拉电阻2.3.2. 0，1，高阻2.3.3. （b）2.3.4. （c）2.3.5. ,FAB=. 高阻2.3.6. 不能2.4 自测练习2.4.1. TTL，CMOS2.4.2. Transisitor Transistor Logic2.4.3. Complementary Metal Oxide Semicoductor2.4.4. 高级肖特基TTL，低功耗和高级低功耗肖特基TTL 2.4.5. 高，强，小2.4.6. （c）2.4.7. （b）2.4.8. （c）2.4.9. 大2.4.10. 强2.4.11. （a）2.4.12. （a）2.4.13. （b）2.4.14. 高级肖特基TTL2.4.15. （c）习题2.1 与，或，与2.2 与门，或门，与门2.3 （a）F=A+B, F=AB （b）F=A+B+C, F=ABC （c）F=A+B+C+D, F=ABCD 2.4 （a）0 （b）1 （c）0 （d）02.5 （a）0 （b）0 （c）1 （d）02.6 （a）1 （b）1 （c）1 （d）12.7 （a）4 （b）8 （c）16 （d）322.8 （a）3 （b）4 （c）5 （d）6ABCF0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 11111112.9 （a）（b）ABCDF1110 1 1 1 0 1 0 0 00 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 00 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 111111112.10 YABAC=+ 2.11ABCY0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 11111112.122.13F1 = A(B+C), F2=A+BCA B C F1 F2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 111112.142.15 （a）0 （b）1 （c）1 （d）02.16 （a）1 （b）0 （c）0 （d）12.17 （a）0 （b）02.182.19 CDEF.2.20 CY ABDF.2.21 102.22 402.23 当TTL反相器的输出为3V，输出是高电平，红灯亮。

第7章 模 数(A D)与数 模(D A)转换

第7章 模 数(A D)与数 模(D A)转换

1. ADC0809的引脚
下。
ADC0809的引脚如图7-2所示，各引脚功能如
IN0～IN7：8通路模拟信号输入端，同一时刻 只可有一路模拟信号输入。
ADDA、ADDB、ADDC：地址信号线，输入，用 于选择控制8通路输入模拟量中的某一路工作。ADDA、 ADDB、ADDC与IN0～IN7的关系见表7-1。
2. ADC0809的结构与工作过程 ADC0809的内部结构如图7-3所示，其功能与工作 过程如下： 输入到地址锁存与译码模块的ADDA、ADDB、ADDC 三位地址信号用于决定IN0～IN7中哪一路模拟信号可以输 入，然后使地址锁存与译码模块的ALE＝1，从而使IN0～ IN7中被选中的一路模拟信号经通道选择开关送达比较器 的输入端。
其中，n是可转换成的数字量的位数。所以位
数越高，分辨率也越高。例如，当输入满量程电压为5 V 时，对于8位A/D转换器，A/D转换的分辨率为5 V/255＝ 0.0195 V。
第7章 模/数(A/D)与数/模(D/A)转换
2) 转换时间 转换时间反映了A/D转换的速度。转换时间是启 动ADC开始转换到完成一次转换所需要的时间。目前常用 的A/D转换集成电路芯片的转换时间在微秒数量级。不同 的ADC有不同的转换时间，转换时间是编程时必须考虑的 因素。
第7章 模/数(A/D)与数/模(D/A)转换
START CLOCK
IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7
ADDA ADDB ADDC ALE
通道 选择 开关
地址锁存 和译码
定时和控制
逐次逼近 寄 存 器 SAR
DAC
8位 三态 锁存 缓冲器
ADC
VCC GND

PLC应用技术 第7章 模拟量控制

PLC应用技术 第7章 模拟量控制
模拟量采集from指令程序中使用了主控指令确保二重循环的顺利运行z7为内循环变量z6为外循环变量如果内循环数据大于外循环数据则交换使大数据在后达到10个数升序排列的目的这与c语言的编程方法是一致的
PLC应用技术（三菱机型）
淄博职业学院 电子电气工程学院
PLC应用技术（三菱机型）
第1章 可编程控制器认知 第2章 FX系统资源 第7章 模拟量控制 第3章 基本指令 第6章 状态法编程
3.模拟量采集（FROM指令）
3.模拟量采集（FROM指令）
由于工业环境干扰，采集到的模拟量如果不很稳定，甚至 明显错误，就需进行滤波。如果设置模块参数进行滤波效 果仍不理想，可考虑进行平均值滤波。 平均值滤波的基本思路是先把采集到的值，存储在某一存 储区域，然后进行排序，去掉不可信的一部分数值，其余 值求和取平均。 由于采集存储，求和取平均已在循环指令中说明，在次只 说明比较法排序，也就是两重循环在PLC中的应用。 如果采集到的模拟量存放在D50-D59中，共10个数据。
第8章 变频器控制 第4章 定时器计数器指令
第9章 工业网络控制 第5章 应用指令 第10章 上位机监控组态
第11章 三菱大中型PLC
第 7章
模拟量控制
3 1 2 3 4
7.1 模拟量采集 7.2 模拟量变换 7.3 模拟量输出 7.4 恒压供水
1.变送器选择
变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换为标准量程的 直流电流或直流电压信号，例如DC0~10V和DC4~20mA。 变送器分为电流输出型和电压输出型。电压输出型变送器具 有恒压源的性质，PLC模拟量输入模块的电压输入端的输入 阻抗很高，例如100K~10MΩ。如果变送器距离PLC较远， 通过线路间的分布电容和分布电感产生的干扰信号电流，在 模块的输入阻抗上将产生较高的干扰电压。例如1μA干扰电 流在10MΩ输入阻抗上将产生10V的干扰电压信号，所以远 程传送模拟量电压信号时抗干扰能力很差。

第7章 模数转换及数模转换

第7章 模数转换及数模转换
COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY zhaohw@ 1
一个完整的微机闭环实时控制系统示意图
COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY
zhaohw@
2
7.2 传感器
• A/D转换器是将模拟的电信号转换成数字信号。所以将物理量 转换成数字量之前，必须先将物理量转换成电模拟量。传感 器是把非电量的模拟量（如温度、压力、流量等）转换成电 压或电流信号。 • 因此，传感器一般是指能够进行非电量和电量之间转换的敏 感元件。传感器的精度直接影响整个系统的精度，如果传感 器误差较大，则测量电路、放大电路以及A/D转换电路和微机 的处理都会受到影响。 • 物理量的多样性使得传感器的种类繁多，下面对几种常用的 传感器作以简单的介绍。
COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY
zhaohw@
15
1．DAC 0832主要特性 ． 主要特性
• • • • • • • • • • 8位分辨率， 电流型输出， 外接参考电压-10V～+10V， 可采用双缓冲、单缓冲或直接输入三种工作方式， 单电源+5V～+15V， 电流建立时间1µs， R-2R T型解码网络， 线性误差0.2%FS（FS为满量程）， 非线性误差0.4%FS， 数字输入与TTL兼容。
COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY
zhaohw@
3
1．温度传感器 ．
• 热电偶是一种大量使用的温度传感器，它是利用热电势效应 来工作的，室温下的典型输出电压为毫伏数量级。温度测量 范围与热电偶的材料有关，常用的有镍铝-镍硅热电偶和铂铑铂热电偶。热电偶的热电势-温度曲线一般是非线性的，需要 采取措施进行非线性校正。 • 另一种温度传感器为热敏电阻，它是一种半导体新型感温元 件，具有负的电阻温度系数，当温度升高时，其电阻值减小， 在使用热敏电阻作为温度传感器时，将温度的变化反映在电 阻值的变化中，从而改变电压或电流值。

模拟量与数字量的转换

1.T型电阻网络数模转换器
如图12.1所示为4位T型电阻网络数模转换器电路，由T型电阻网络、模拟电子开关、运算放大器和基准电压等部分组成。T型电阻网络可应用戴维南定理和叠加定理逐步化简，从而求得输出电压为：
RU
"o"■"(d电'd212"d尸・d0R)
如果输入的是n位二进制数，且R■3R,贝上f
u■■UR(d*n・■d*nw■…■d■Ri■d■RO)
解数模转换器的输出电压uo为：°
uHIUR(d0■d*2■d*1■d*0)
o243210
式中d■Q，d■Q，d■Q，UBIEV，随着计数脉冲C的变化，输出电压332211R
uo的值如表12.1所示。由表12.1可知输出电压uo的最大值为4.6875V，输出电压uo随计数脉冲C变化的波形如图12.7所示。°
第
12.1
（1）理解数模与模数转换的基本原理。
（2）了解常用数模与模数转换集成芯片的使用方法。
12.2
本章重点：
（1）数模转换器的工作原理。
（2）模数转换器的工作原理。
பைடு நூலகம்本章难点：
（1）逐次逼近型模数转换器的构成。
（2）逐次逼近型模数转换器的工作原理。
本章考点：
（1）T型电阻网络数模转换器的分析。
（2）数模转换器输出电压的计算。
12.2.2
模数转换器是将输入的模拟信号转换成一组多位的二进制数字输出的电路，结构类型很多。常用的逐次逼近型模数转换器的分辨率较高、转换误差较低、转换速度较快，一般由顺序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器和电压比较器等几部分组成，如图12.3所示。
图12.3逐次逼近型模数转换器的原理框图
逐次逼近型模数转换器的工作原理类似于用天平称量物体的质量。转换开始前先将所有寄存器清零。开始转换以后，时钟脉冲首先将寄存器最高位置成1，使输出数字为100…0。这个数码被数模转换器转换成相应的模拟电压u,送到比较器中与u.

第7章(1)数字万用表原理及发展


分辨率
指DMM能够分辨最小电压变化量的能力，反映了DMM 灵敏度。
万用表在不同量程档位的分辨率是不一样的，量程 越小，分辨率越高。通常所说的最小分辨率是指在 最小量程的分辨率
例如，3位半的DMM，在200mV最小量程上，可以测 量的最大输入电压为199.9mV，其分辨力为0.1mV/ 字（即当输入电压变化0.1mV时，显示的末尾数字 将变化“1个字” ）
数字万用表
数字式万用表
快速精确读数 更高的精度和准确度 除具有指针式万用表的
一般测试功能外．还可 测试电容、温度和频率 等参数 过载保护及杭干扰能力 强
高精度数字万用表
非常高的精度和准 确度，达到５位半 或６位半
更多的测量功能 高速高精度的数据
采集 集成各种通信接口
全波平均值是指交流电压经全波检波后的全波平均 值，即
U 1
T
u(t) dt
T0
数字万用表的框图如图
A/D变换器
1.A/D变换器主要类型 电压的数字化测量的核心是模数（A/D）转换，而各类数
字电压表的区别主要是以A/D转换方式而加以区分的。 A/D转换包括对模拟量的采样，再将采样值进行整量化处
DM3000使用21位ADC，能够提供240万个唯 一的读数值（count），最高可以显示到：
在保证精度的情况下提供了更大的动态范围。 DT_830 3 1/2位，显示1999
输入阻抗
阻抗是电路或设备对交流电流的阻力，输入 阻抗是在入口处测得的阻抗
对于直流DMM，输入阻抗用输入电阻表示，一般 在10MΩ~1000MΩ之间。
P(t)
计数
N1
N2
脉冲 0 t

数字量与模拟量的定义与转换原理是什么

数字量与模拟量的定义与转换原理是什么 模拟量是指变量在⼀定范围连续变化的量;也就是在⼀定范围(定义域)内可以取任意值(在值域内)。

数字量是分⽴量，⽽不是连续变化量，只能取⼏个分⽴值，如⼆进制数字变量只能取两个值。

那么数字量与模拟量的定义与转换原理是什么呢?下⾯跟⼩编⼀起来了解⼀下吧! 数字量与模拟量的定义与转换原理是什么 ⼀、数字量 在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。

把表⽰数字量的信号叫数字信号。

把⼯作在数字信号下的电⼦电路叫数字电路。

例如： ⽤电⼦电路记录从⾃动⽣产线上输出的零件数⽬时，每送出⼀个零件便给电⼦电路⼀个信号，使之记1，⽽平时没有零件送出时加给电⼦电路的信号是0，所在为记数。

可见，零件数⽬这个信号⽆论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此他是⼀个数字信号。

最⼩的数量单位就是1个。

⼆、模拟量 在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。

把表⽰模拟量的信号叫模拟信号。

把⼯作在模拟信号下的电⼦电路叫模拟电路。

例如： 热电偶在⼯作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发⽣突跳，所以测得的电压信号⽆论在时间上还是在数量上都是连续的。

⽽且，这个电压信号在连续变化过程中的任何⼀个取值都是具体的物理意义，即表⽰⼀个相应的温度。

三、数字量与模拟量的转换原理 1、数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的系统，⼀般⽤低通滤波即可以实现。

数字信号先进⾏解码，即把数字码转换成与之对应的电平，形成阶梯状信号，然后进⾏低通滤波。

根据信号与系统的理论，数字阶梯状信号可以看作理想冲激采样信号和矩形脉冲信号的卷积，那么由卷积定理，数字信号的频谱就是冲激采样信号的频谱与矩形脉冲频谱(即Sa函数)的乘积。

这样，⽤Sa函数的倒数作为频谱特性补偿，由数字信号便可恢复为采样信号。

由采样定理，采样信号的频谱经理想低通滤波便得到原来模拟信号的频谱。

⼀般实现时，不是直接依据这些原理，因为尖锐的采样信号很难获得，因此，这两次滤波(Sa函数和理想低通)可以合并(级联)，并且由于这各系统的滤波特性是物理不可实现的，所以在真实的系统中只能近似完成。

数字量和模拟量的相互转换

数字量和模拟量的相互转换
AD转换
A/D转换器原理
A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字 量。
模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、 温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前 ，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各 种物理量转换成电压信号。
A/D转换后，输出的数字信号可以有8位、10位、12位 和16位等。
2）逐次比较型（如TLC0831、ADC0809）
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。
若输入一个四位二进制代码D＝d3d2d1d0＝1010， 转换成十进制为10，根据上述转换方法，电路的 输出电压为：
u 0 IF R U 2 4 R R （ E 2 3 F 2 1 ） 1 1U 6 0 REF 由此可知，当Dn＝0时，u0＝0；当Dn＝11…11时，
u0 2n2n 1UREF 输入n位二进制代码的取值范围为：
所以，电路的输出电压u0与输入的四位二进制代码 成正比：
K U24RREF
依此类推，n位权电阻网络DAC的求和运算放大 器输入端电流、输出电压表达式分别为：
I 2 U n R 1 R （ E 2 n F 1 d n 1 2 n 2 d n 2 2 1 d 1 2 0 d 0 ）
u 0 IF R U 2 n R R （ E 2 n 1 F d n 1 2 n 2 d n 2 2 1 d 1 2 0 d 0 ）
II3I2I1I0 U R REdF 3U 2R REdF 2U 22 RR EdF 1U 23 RR EdF 0
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6.多通道D/A转换器的两种工作方式
独立的D/A通道组合： 速度快，适用于高速的D/A输出，部分产品支持多通 道同步输出。 采样保持输出：只有一个D/A转换器件，速度相对 较慢，适用于低频应用。

采样保持输出方式的16通道D3实例：简易函数发生器
-1 2
R1 20 K
4 1 5
R2 20 K
R FB fb
4
1
11 2 6 3 U2 L M7 41
7
2 VO1 R3 10 K R4
7
5
6 3 U3 L M7 41 5. 1K
VO2
3
10
+1 2 +1 2
DAC 08 32L C J(2 0)
图 8 -8
D A C 0832 双 极 性 输 出 电 路
UR = 4 （d3·3+ d2· 2 + d1· 1 + d0· 0） 2 2 2 2 2 R -UR RF UO1 =-IO1· F = 4 （d3·3+ d2· 2 + d1· 1 + d0· 0） R 2 2 2 2 2 R
-UR RF UO1 =-IO1· F = 4 （d3·3+ d2· 2 + d1· 1 + d0· 0） R 2 2 2 2 2 R
IR 3´
+UR
0´
1´
2´
R R R R IO1=d3·3+ d2·2+ d1·1+ d0·0 I I I I
RF d0
d1
d2
d3 IO1
0 1
S0
2R 2R
0
S1
1
I 0 1 0 1O
S2 S3
A+ +
uo
I0
2R R
I1
2R R
I2
2R R
I3
IR
+UR
IO1=d3·3+ d2·2+ d1·1+ d0·0 I I I I
1、函数发生器的基本结构
微处理和 控制电路 信号显示 键盘输入
幅值发生器 参考输入
加法器 + + 缓冲输出
波形发生器
偏移电压发生器
2、波形发生器
1）器件选用
AD转换器——12b以上 （AD7849A-14b） 微处理器——高速（P89LPC938）、片上系统、ARM
2）波形的产生
V0=Vref*N/16384(
注意Rofs接法
＋5V
AD7849单极性输出
注意Rofs接法
＋5V
AD7849双极性输出
16位D/A转换器AD7849与单片机连接图 LDAC引脚为DA转换引脚
与单片机的连接
5. 16位的MAX5204-MAX5207的接口、退耦、双极性输出电路
图7.9 MAX5204-MAX5207的接口、退耦、双极性输出
图7.3 8位电压输出型并行接口D/A转换器AD7801结构简图
图7.4 AD7303与MPU的接口
2、12位D/A转换器
（1）DAC8512（ADI公司） SPI接口，单电源5V，可工作于睡眠模式， 有满摆输出的缓冲放大器 基准电压—内置2.5V （2）MAX5532/5533/5534/5535 （Maxim公司）
SIN： DAS0：
TAB：
MOV MOV MOV MOVC MOV MOVX INC AJMP DB DB DB · · · DB
R7，#00H A，R7 ； DPTR，#TABH；设指针 A，@A+DPTR ；取数据 DPTR，#8000H ； @DPTR，A ；送D/A转换 R7 ；修改偏移量 DAS0 ； 80H，83H，86H，89H，8DH，90H 93H，96H，99H，9CH，9FH，0A2H 0A5H，0A8H，0ABH，0AEH
逐次逼近：从MSB 开始逐位置1，其 余清零，输出到 D/A转换器，若 D/A输出大于外部 模拟输入，则该位 清零，否则保留。 以此类推，直到 LSB。
若为n位二进制数，则 -UR RF UO1 = n （dn-1·n-1+ dn-2· n-2 + · · d0· 0） 2 2 ·+ 2 2 R 若RF=R，则 -UR UO1 = （dn-1·n-1+ dn-2· n-2 + · · d0· 0） 2 2 ·+ 2 n 2 即输出电压的大小正比于输入二进制数的大小， 实现了数字量和模拟量的转换
1、8位D/A转换器
（1） DAC0832 （2）AD7801 并行接口，单电源2.7V ～ 5.5V，可工作于睡眠模式 参考电压—可外接，也可使用内部自带的（非精密电源） 输出极性与参考电压相同 （3）AD7303
2 通道，性能同AD7801，SPI输入接口，使用更为方便
（4）AD7304/7305（SPI) ——4通道 4通道， AD7305（并行接口）
2、双极性输出
U1 7 6 5 4 16 15 14 13 19 1 2 17 18 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 IL E CS W R1 XFE R W R2 DGND AGND IOUT 2 12 IOUT 1 VRE F VCC 20 8 9
VCC
VRE F(+5V)
-1 2
6FH，72H，76H，79H，7CH，80H
3、信号合成和输出
工作于级联方式
end
7.4 模数转换原理
主要类型
（1）双积分式：抗干扰能力强
（2）逐次逼近式：速度快
（3） Σ -△式
7.5 模数转换器接口电路
（1）双积分式ICL7135
（2）逐次逼近式AD1674 （3） Σ -△式
7.6 实例：典型的模式转换电路
V0=Vref*N/256 (4) 三角波程序清单 SSW： MOV DAS0：MOV DAS1：MOV INC CJNE DPTR，#80BFFFH +5V R7，#80H A，R7 R7 R7，#255，DAS1
MOVX @DPTR，A
0
DAS2: DEC
MOV
R7
A，R7 -5V
双极性输出D/A关系

数字量与模拟量的转换关系 输入数字量 MSB … LSB 模 拟 量 输 出VO2 + VREF VREF1LSB VREF /2 0 1LSB | VREF |/21LSB | VREF | VREF | VREF |+1LSB | VREF |/2 0 +1LSB | VREF |/2+1LSB +| VREF |
-3V~+2.9996V
4、16位D/A转换器AD7849
（1）SPI接口，双电源±5V
（2）参考电压—外接 （3）适合做低频函数发生器 （4）多片AD7849共同使用时，可以使用串行级联方式，以 简化接口电路。
其内部结构也很具代表性： D/A转换器分两级，前级为分十六级的数字电位器，以及十六个缓 冲放大器，后级使用梯形电阻网络D/A转换器，总分辨率达到16位。
第七章 数字量与模拟量的转换 技术
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 数模转换原理 方便实用的数模转换器件 实例：简易函数发生器 模数转换原理 模数转换器接口电路 实例：典型的模数转换电路 动量矩定理演示仪电路设计
7.1 数模转换原理
主要转换方式
（1）梯形电阻网络型 （2）数字电位器
(d)
MOVX @DPTR，A
CJNE
R7，#80H，DAS2
AJMP DAS0
函数发生器的波形发生器电路
图7.13 函数发生器的波形发生器电路
图7.15 信号合成电路
（3）正弦波：（2048点） 与三角波类似，每次增加或减小的值通过查表获取（2B） 由于对称性，正弦表存储1/4周期，应为512个数据 点(2048/4)，1024B,表中数据由下式计算得出，存放 在ROM中(2的14次方=16384对应14位D/A)
7.2 方便实用的数模转换器件
主要分类
（1）按分辨率分：8、12、14、16位 （2）按通道数分：单、多通道（最多32） （3）按接口形式分：并行、串行SPI/I2C （4）按是否内置基准电源：有内置、外接、或2者均 可 （5）按输出极性分：单极性、双极性
D/A0832转换器
1、单极性输出
U1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 31 19 18 P 1 .0 P 1 .1 P 1 .2 P 1 .3 P 1 .4 P 1 .5 P 1 .6 P 1 .7 R E SE T R XD T XD IN T 0 IN T 1 T0 T1 E A /V P X1 X2 A L E /P P SE N RD WR 8 03 1 A H P 0 .0 P 0 .1 P 0 .2 P 0 .3 P 0 .4 P 0 .5 P 0 .6 P 0 .7 P 2 .0 P 2 .1 P 2 .2 P 2 .3 P 2 .4 P 2 .5 P 2 .6 P 2 .7 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 30 29 17 16 17 18 7 6 5 4 16 15 14 13 19 1 2 U2 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 IL E CS W R1 X F ER W R2 DGND AGND IO U T 2 12 IO U T 1 B RFfb VR E F VC C 20 8
SPI接口 ，单电源1.8V~5.5V，2通道
基准电压 — MAX5533/5535内置 MAX5532/5534外接
12位D/A转换器的电源必须经良好滤波及退耦