第5章DSP的AD转换器

D/A 转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量，以电压或电流的形式输出.D/A 转换器实质上是一个译码器（解码器）。

一般常用的线性D/A 转换器，其输出模拟电压uO 和输入数字量Dn 之间成正比关系。

UREF 为参考电压。

uO ＝DnUREF将输入的每一位二进制代码按其权值大小转换成相应的模拟量,然后将代表各位的模拟量相加，则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。

D/A 转换器一般由数码缓冲寄存器、模拟电子开关、参考电压、解码网络和求和电路等组成. 数字量以串行或并行方式输入，并存储在数码缓冲寄存器中；寄存器输出的每位数码驱动对应数位上的电子开关，将在解码网络中获得的相应数位权值送入求和电路；求和电路将各位权值相加，便得到与数字量对应的模拟量。

开关Si 的位置受数据锁存器输出的数码di 控制：当di=1时,Si 将对应的权电阻接到参考电压UREF 上；当di=0时，Si 将对应的权电阻接地.权电阻网络D/A 转换器的特点①优点：结构简单，电阻元件数较少;②缺点：阻值相差较大,制造工艺复杂。

2. 倒T 型电阻网络D/A 转换器3. 电阻解码网络中，电阻只有R 和2R 两种，并构成倒T 型电阻网络。

当di=1时,相应的开关Si 接到求和点;当di=0时，相应的开关Si 接地.但由于虚短，求和点和地相连，所以不论开关如何转向，电阻2R 总是与地相连。

这样，倒T 型网络的各节点向上看和向右看的等效电阻都是2R ，整个网络的等效输入电阻为R 。

倒T 型电阻网络D/A 转换器的特点:①优点:电阻种类少，只有R 和2R ，提高了制造精度；而且支路电流流入求和点不存在时间差，提高了转换速度。

②应用：它是目前集成D/A 转换器中转换速度较高且使用较多的一种,如8位D/A 转换器DAC0832，就是采用倒T 型电阻网络。

三、D/A 转换器的主要技术指标1。

分辨率分辨率用于表征D/A 转换器对输入微小量变化的敏感程度。

在现实世界中，许多量都是模拟量，例如电压、电流、温度、湿度、压力等信号;而在DAP等微控制器世界中，所有的量却都是数字量，那如何实现将现实世界的模拟量提供给DSP等微控制器呢?模/数转换器ADC模块就是连接现实世界和微控制器的桥梁，它可以将现实世界的模拟量转换成数字量，提供给控制器使用。

本章将详细介绍X281x内部自带ADC模块的性能、特点及其工作方式，并从硬件和软件两方面的角度来探讨如何提高内部ADE二的采样精度。

13. 1 X281x内部的ADC模块X281x内部的ADC模块是一个12位分辨率、具有流水线结构的模/数转换器，其结构框图如图13一I所示。

从图13一1可以很清楚地看到，X281x的ADC模块一共具有16个采样通道，分成两组:一组为ADCINA0~ADCINA7;另一组为ADCINB0~ADCINB70. A组的采样通道使用采样保持器A，也就是图中的S/ H-A;B组的采样通道使用采样保持器B，也就是图中的S/ H-B。

虽然ADC模块具有多个输人通道，但是它内部只有1个转换器，也就是说同一时刻只能对1路输人信号进行转换。

当有多路信号需要转换时，ADC模块通过前端模拟多路复用器Analog MUX 的控制，在同一时刻，只允许1路信号输入到ADC的转换器中。

如图13-2所示，假设现在对ADCINA0 , ADCINA2 , ADCINA3、ADCINA5这4路输人信号进行A/D转换，转换的顺序为ADCINA0 , ADCTNA3 , ADCINA2 , ADCINA5，则第1次Analog MUX 中ADCINAO通道的开关闭合，ADCINAO信号输人至转换器中，转换的结果存放于结果寄存器ADCRESULTO中;第2次Analog MUX中ADCINA3通道的开关闭合，ADCINA3信号输人至转换器中，转换的结果存放于结果寄存器ADCRESUI."I'I中;第3次Analog MUX中ADCINA2通道的开关闭合，ADCINA2信号输人至转换器件，转换的结果存放于结果寄存器ADCRESULT2中;第4次Analog MUX中ATOCINA5通道的开关闭合，ADCINA5信号输人至转换器中，转换的结果存放于结果寄存器ADCRESUlT3中。

第一章：1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种？答：数字信号处理的实现是用硬件软件或软硬结合的方法来实现各种算法。

(1) 在通用的计算机上用软件实现；(2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现；(3) 用通用的单片机实现，这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理，如数字控制；(4)用通用的可编程 DSP 芯片实现。

与单片机相比，DSP 芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源，可用于复杂的数字信号处理算法；(5) 用专用的 DSP 芯片实现。

在一些特殊的场合，要求的信号处理速度极高，用通用 DSP 芯片很难实现（ 6）用基于通用 dsp 核的asic 芯片实现。

2、简单的叙述一下 dsp 芯片的发展概况？答：第一阶段， DSP 的雏形阶段（ 1980 年前后）。

代表产品： S2811。

主要用途：军事或航空航天部门。

第二阶段， DSP 的成熟阶段（ 1990 年前后）。

代表产品： TI 公司的 TMS320C20主要用途：通信、计算机领域。

第三阶段， DSP 的完善阶段（ 2000 年以后）。

代表产品：TI 公司的 TMS320C54 主要用途：各个行业领域。

3、可编程 dsp 芯片有哪些特点？答： 1、采用哈佛结构（ 1）冯。

诺依曼结构，（ 2）哈佛结构（ 3）改进型哈佛结构2、采用多总线结构 3.采用流水线技术4、配有专用的硬件乘法-累加器5、具有特殊的 dsp 指令6、快速的指令周期7、硬件配置强8、支持多处理器结构9、省电管理和低功耗4、什么是哈佛结构和冯。

诺依曼结构？它们有什么区别？答：哈佛结构：该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理。

冯。

诺依曼结构：该结构采用单存储空间，即程序指令和数据共用一个存储空间，使用单一的地址和数据总线，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行。

DSP芯片的单路，多路模数转换（AD）单路，多路模数转换（AD）一．实验目的1．通过实验熟悉F2812A的定时器。

2．掌握F2812A片内AD的控制方法。

二．实验原理1．TMS320F2812A芯片自带模数转换模块特性-12位模数转换模块ADC，快速转换时间运行在25mhz，ADC 时钟或12.5MSPS。

-16个模拟输入通道（AIN0—AIN15）。

-内置双采样-保持器-采样幅度：0-3v2．模数模块介绍ADC模块有16个通道，可配置为两个独立的8通道模块以方便为事件管理器A和B服务。

两个独立的8通道模块可以单路，多路模数转换（AD）一．实验目的1．通过实验熟悉F2812A的定时器。

2．掌握F2812A片内AD 的控制方法。

二．实验原理1．TMS320F2812A芯片自带模数转换模块特性- 12 位模数转换模块ADC，快速转换时间运行在25mhz，ADC时钟或12.5MSPS。

-16个模拟输入通道（AIN0—AIN15）。

-内置双采样-保持器-采样幅度：0-3v2．模数模块介绍ADC模块有16个通道，可配置为两个独立的8通道模块以方便为事件管理器A 和B服务。

两个独立的8 通道模块可以级连组成16 通道模块。

虽然有多个输入通道和两个序列器，但在ADC内部只有一个转换器，同一时刻只有1 路ad进行转换数据。

3．模数转换的程序控制模数转换相对于计算机来说是一个较为缓慢的过程。

一般采用中断方式启动转换或保存结果，这样在CPU忙于其他工作时可以少占用处理时间。

设计转换程序应首先考虑处理过程如何与模数转换的时间相匹配，根据实际需要选择适当的触发转换的手段，也要能及时地保存结果。

4．实验程序流程图三．实验设备计算机，ICETEK-F2812-EDU实验箱（或ICETEK 仿真器+ICETEK-F2812-A系统板+相关连线及电源）。

四．实验内容与步骤1．实验准备(1)连接实验设备：请参看本书第一部分、二。

DSP 的A/D 转换器本章主要内容:➢ F281x 的A/D 转换器的特点(Features of F281x ADC)➢ 自动排序器原理(Autoconversion Sequencer Principle)➢ 不间断的自动排序模式(Uninterrupt Autosequenced Mode)➢ ADC 时钟定标(ADC Clock Prescaler )➢ ADC 寄存器(ADC Registers)➢ ADC 的C 语言编程实例(ADC C Programing Examples)F281x 的A/D 转换器的特点TMS320F281x DSP 内部有一个12 位模/数转换器（Analog to Digital Converter, ADC)，可有16 通道模拟输入信号, 转换时间可以在80ns 以内。

16 个结果寄存器ADCRESULT0~ ADCRESULT15 存储转换结果。

ADC 模块可以设置为两个独立的8 通道转换器，将一系列转换自动排序，每个模块可以从8 个输入通道中任意选择输入。

ADC 模块也可以工作在级联模式(Cascaded Sequencer Mode)，自动排序器(Sequencer)就变成一个单16 通道的排序器。

该A/D 转换器的功能包括：• 12 位ADC 模块，内含采样/保持(Sample/Hold, S/H)电路。

• 同时采样或顺序采样模式。

• 模拟电压输入范围0~3V。

• 25 MHz 的ADC 时钟频率，转换时间短。

• 16 通道，多路选通输入。

• 可在一次采样中同时实现16 路自动转换的自动排序。

每个转换可以从1~16 输入通道中任意选择。

• 排序器可以作为两个独立的8 通道排序器或一个16 通道排序器即级联模式。

• 16 个结果寄存器存储转换结果，每个寄存器可独立寻址。

输入模拟电压和采样结果的关系为：数字结果=4095×(输入模拟电压-ADCLO)/3。

DSP 与A/D转换上海电机学院摘要本文主要介绍一个通过DSP的外围接口采集模拟信号，利用其内置的A/D模块转换成数字信号。

其实例简单明了，充分证明了DSP与我们生活的息息相关。

第一章主要介绍了DSP历史的三个阶段：第一阶段，DSP意味着数字信号处理，并作为一个新的理论体系广为流行；随着这个时代的成熟，DSP进入了发展的第二阶段，在这个阶段，DSP代表数字信号处理器，这些DSP器件使我们生活的许多方面都发生了巨大的变化；接下来又催生了第三阶段，这是一个赋能(enablement)的时期，我们将看到DSP理论和DSP架构都被嵌入到SoC类产品中。

”另外，在该章还介绍了DSP未来趋势：走向多核与SoC 。

第二章则重点介绍A/D模数转换技术发展历程及趋势，其中包括发展历史，发展现状，发展趋势以及发展方向。

除此，还详细介绍了A/D转换器的分类，以及选择A/D转换器时的主要技术指标。

其技术指标主要包括分辨率，转化速率，量化误差，满刻度误差，线性度等。

第三章则针对A/D模数转换实例，详细地介绍了其外部硬件接线图和程序控制图。

让读者清晰地了解整个系统结构和程序控制流程。

第四章和第五章则通过图表和表格分别详细地分析和介绍了DSP和A/D模数转换器相关的寄存器。

通过整理本文，举例简单DSP应用，主要其目的是想证实DSP在我们生活中无处不在，它不是高深不可测得新技术，而是平常不过的实用物。

关键词：DSP;A/D模数转换；寄存器AbstractThe passage mainly introduce a peripheral interface which accumulates analog signals via DSP and make use of its inner A/D model convert into analog signals.Its practical example is simple and clear,which fully provesDSP has a close relationship with our lives.The first chapter mainly tell us the histoy of DSP’s three period.The first period.DSP means nanlog signals.It also works as a new system which popularly spreads. With the maturity of this period,DSP goes into the second period.During this period,DSP reprents digital signal processor. Those DSP’s parts bring great changes to all the aspect of our lives.All his promote the third period.This an enablement period.We can see the theory of DSP and the structure of DSP be embedded into SoC’s products.In addition,this part also introduce the trend of DSP:go into many nuclear with SoC. The second chapter’s key point is that A/D convertion technology’s develop process and its future trend,which include developing history, developing trend and its developing direction. Besides.it also gives us a clear category of A/D convertion model and the main technological standard when choosing A/D convertion procceor.Its main techonogical standards including resolution,the speed of convertion, quantization error,full scales errors andlinearity and so forth.The third chapter aims at the A/D practical examples,which detailly introduces its outer hardware hoopup and process control charts.It provides readers a clear system structure and program control process.The fourth and fivth chapter supply a clear anasis and introduction of DSP and A/D model and its related register by graphs and excels.By sorting the passage,exampling simple DSP’s useages,its main purpose is to prove DSP is aroud our life everywhere.It is not a new techonogy which is can’t be mearsued ,but an ordinary thing in our daily life.Key words: DSP；A/D convertion；RegisterDSP 与A/D转换上海电机学院目录摘要..................................................... 错误！未定义书签。

基于DSP的AD转换课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解AD转换的基本原理，掌握数字信号处理（DSP）在AD转换中的应用。

2. 学生能掌握AD转换器的类型、性能指标及其在工程实践中的应用。

3. 学生能了解AD转换过程中的误差来源，并掌握降低误差的方法。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，使用DSP芯片进行AD转换电路的设计和搭建。

2. 学生能熟练运用编程软件和硬件描述语言，实现AD转换程序编写和调试。

3. 学生能通过实际操作，学会分析AD转换电路的性能，并对其进行优化。

情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对电子技术领域的兴趣和热情，提高创新意识和动手能力。

2. 学生能认识到AD转换技术在工程实践中的重要性，增强对技术应用的信心和责任感。

3. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，提高沟通与协作能力。

课程性质：本课程为电子技术专业课程，以实践为主，理论联系实际，注重培养学生的实际操作能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对DSP技术和AD转换有一定了解，但对实际应用尚缺乏经验。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，采用项目驱动教学，提高学生的实践能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续专业课程学习打下坚实基础。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. AD转换基本原理：介绍AD转换的概念、原理和过程，使学生理解数字信号与模拟信号之间的转换关系。

2. AD转换器类型与性能指标：讲解不同类型的AD转换器，如逐次逼近（SAR）型、积分型等，以及其主要性能指标，如分辨率、转换速率、线性度等。

3. DSP在AD转换中的应用：阐述DSP芯片在AD转换电路中的作用，介绍常见的DSP芯片及其特点。

4. AD转换电路设计与搭建：结合教材内容，指导学生使用DSP芯片设计并搭建AD转换电路。

5. AD转换程序编写与调试：教授编程软件和硬件描述语言的使用，使学生能够编写并调试AD转换程序。