Lec07-AD_DA2009

  • 格式:pdf
  • 大小:396.17 KB
  • 文档页数:9

13
14
D/A转换器及其应用
(2)内部结构及引脚信号 DAC0832内部由R-2R T型电阻解码网络、二级缓冲寄存器、和 转换控制电路组成。 DAC0832内部结构 引脚功能: DAC0832芯片为20引脚双列直插式封装,其引脚功能如下: ILE:输入锁存允许,高有效 CS:片选信号,它与ILE结合用以控制WR1是否起作用 WR1:写信号1,当CS和ILE有效时由WR1将输入数字量锁入输入寄存器 WR2:写信号2,当XFER有效时,WR2将R入中数字量传送到RDAC中
1.分辨率 指A/D转换器能够分辨最小模拟量的能力,通常用能转换成的数字量的位数 来表示,如8位,10位,12位,16位等。位数越多,分辨率越高。 例如:一个12位的A/D转换器,转换一个满量程为5V的电压,则其能分辨的 最小电压为5V / 4096 ≈ 1.2mv。 就是说,当模拟量的变化大于1.2mv时能反映,小于1.2mv时无反映。 2.转换时间 转换时间是指从输入启动转换信号开始到转换结束,输出稳定的数字 量为止的时间。 3.量程 量程是指所能转换的输入电压范围。
21
22DABiblioteka 与CPU间加两级锁存的接口电路。图10—11 DAC通过两级锁存与CPU接口 最简单的D/A转换器
23 24
4
D/A转换器及其应用 3.接口设计举例
(1) 内部不带数据输入锁存器的D/A芯片与CPU的接口 (2) DAC分辨率与数据总线不一致时的接口方法 当D/A转换器的位数与数据总线位数不一致时,数据必须分两次 送出,并设置两级锁存器。 若先送高字节,后送低字节则实现左对齐 若先送低字节,后送高字节,则实现右对齐 相应的,接口电路应设置两个锁存器,分别锁存高、低字节。 为防止两次输出数据会出现间隙,而引起输出产生毛刺,必须同 时选通存放高、低字节的两个锁存器,使数据一起送入D/A转换 电路转换。 例1:DAC通过两级锁存与CPU接口。
模拟接口技术
模拟接口技术概述
概述 D/A转换器及其应用 A/D转换器及其应用 微机A/D、D/A通道结构及高速数据采集 本章小结
当微型计算机应用于自动控制和测量系统中 时,被控和被测对象往往是一些连续变化的物理 量,如温度、压力、流量、转速、声音等。这些 随时间连续变化的物理量称为模拟量。 但计算机只能识别、处理和输出不随时间变 化的离散量——数字量。因此,必须先把这些模 拟量转换成数字量,以便计算机接收处理,再将 处理结果(数字量)转换为模拟量去控制和驱动 执行机构,从而实现CPU与被测和被控对象间的 信息交换与控制。

接送入D/A转换电路转换。 实现:ILE接高电平,CS、WR1、WR2和XFER均接 DGND。执行OUT指令即可实现D/A转换。
该方法适用于不用微处理器的控制系统。
17
18
3
D/A转换器及其应用
5-4 ad558与pc的连接见讲义
2.AD558
AD558是一个8位DAC,芯片内具有锁存器、T型解码网络,等组 成,单一5V供电,输出模拟电压范围为0-2.56v AD558通过CS和CE两个信号的控制完成一次数-模转换 当CPU执行一条OUT指令,产生IOW信号,口地址经译码输出,使 CS有效,CPU输出的数据被锁入AD558,并经T型解码网络转换成 模拟电压从VOUT输出 AD558可对10mv的信号进行分辨 实验中使用的就是AD558
11
12
2
D/A转换器及其应用 三、典型D/A转换器集成芯片
1.DAC0832 1)主要特性 电流输出型D/A转换器,若需要输出电压,可外加运放将 电流变为电压。 分辨率为8位,满刻度误差为±1LSB 转换时间为1μs,功耗20 mw 数字量输入可采用双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式 所有引脚信号与TTL电平兼容,所以可与CPU直接接口
5
D/A转换器及其应用
一、D/A转换的原理 1.原理:先将输入的二进制数字量的每一位转换为与其权值相对应的模 拟量(电压或电流),然后再将各位的模拟分量相加,得到的总模 拟量就是与数字量相对应的模拟量。 2.实现: (1)先用权电阻网络将数字量的各位转换为支路电流(模拟分量)。 (2)再将各支路电流叠加,得到正比于数字量的模拟量电流。再经运放 还可变为模拟电压。 最简单的D/A转换器
15 16
D/A转换器及其应用
3.3.2 D/A转换器及其应用
③直通方式:指两个寄存器均处于不锁存状态,输入数据直
(3)DAC0832的二级数据锁存方式
第一级锁存:R入锁存、RDAC直通 第二级锁存:R入直通、RDAC锁存 二级锁存的组合使C0832有3种数据输入方式: 双缓冲方式 单缓冲方式 直通方式(不锁存) 其中:
指D/A转换器的输出模拟量的实际值与理论值之间的误差,通常 用数字量的最低有效位LSB为衡量单位,如±1/2LSB。 5.转换时间: 从数字量输入到转换完成,输出模拟量达到最终稳定值为止所
对于一个10位DAC:5V / 1024 = 5mv 所以,DAC的位数越多,分辨率越高,当然价格也高
需的时间。 电流型DAC转换快,一般为几十ns到几μs之间 电压型DAC转换慢,取决于运算,一般在1到几百μs之间。
V0=(D×VR)/2
可见,输出电压与输入数字量成正比,调正Rf和VR可改变 D/A转换器的输出电压范围和满刻度。
7
8
3.3.2 D/A转换器及其应用
例:一个8位D/A转换器,VR = 10V 当输入数字量为全“0”时,Vo = 0V 当输入数字量为00…1时,Vo = 10/28(1×20 )= 0.039V 当输入数字量为10…0时,Vo = 10/28(1×27 )= 5V 当输入数字量为11…1时,Vo =10/28(27 +26 +…+20 ) =9.96V≈10V
结论 :对于DAC,输入一个数字量就可得到 一个模拟量,输入一个变化的数字量 就可得 到一个变化的模拟量。 因此,将DAC看成一个端口,直接向该端口送 数,就可获得模拟量输出。
9
n
n:二进制数字量位数
分辨率也可用数字量位数表示。
10
D/A转换器及其应用
D/A转换器及其应用
4.转换精度:
例:对于一个8位DAC,若转换后的满量程电压为5V,则它 能分辨的最小电压为:5V / 256 = 20mv
D/A转换器及其应用 二、D/A转换器的主要性能参数
1.输入数字量:二进制代码或BCD码;通常为并行码,且有8位、10位 、12位、16位之分; 2.输出模拟量:电流输出和电压输出两种,多为电流输出,当要电压输 出时,需加运放。 3.分辨率K:是指能分辨最小电压变化的能力 ,通常用数字量最低位增 1所引起的增量与最大输入量之比称为分辨率。即 K=1/2
35
36
6
A/D转换器及其应用
ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式ADC,内部由8路模拟开关 ,地址锁存与译码,比较器,8位开关树型D/A转换器,逐次逼近 寄存器,三态输出锁存器等组成。 引脚信号:
IN0~IN7:8路模拟量输入端; D1~D8:8位数字量输出端; ADDA,B,C:3位地址输入线,用于8路输入模拟量的选择。 ALE:地址锁存允许,输入,高有效; START:A/D转换器启动信号,输入,高有效; EOC:A/D转换结束信号,输出。当转换结束时输出一高电平,转换 期间一直为低; CE:数据输出允许信号,输入,高有效,当转换结束时,从该端输入 一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量; CLK:时钟输入端,要求时钟频率≤640KHz REF(+)、REF(-):基准电压
1 2
模拟接口技术概述 图5-1
一个包含A/D和D/A转换器的闭环控制系统如图所示。
计算机实时控制系统框图
计算机实时控制系统框图
在该系统中,A/D和D/A转换器是模拟量输入和输出通路中的核 心部件。本节将作重点讨论。 若将该闭环系统中的D/AC通路去掉,则成为一个数据采集系统。 若将该闭环系统中的A/DC通路去掉,则成为一个程序控制系统。 微机闭环控制系统
25 26
D/A转换器及其应用 5-6
五、D/A转换器的应用举例
1.利用D/A转换器作电压波形发生器 例、用D/AC0832转换器通过并行接口8255A与CPU相 连产生三角波,锯齿波,阶梯波的电路图: 分析: 硬件设计: 软件设计:
27
28
A/D转换器及其应用
逐次逼近A/D转换原理图
一 概述 A/D转换器——将模拟量转换为数字量的器件,简称 ADC。 一个完整的A/D通道通常包括:
33
34
A/D转换器及其应用 四、典型的A/D转换器
1.ADC0809 (1)主要特性 8路8位A/D转换器,分辨率为8位。 对外具有转换起、停控制端。 转换时间100μs,工作时钟频率为640KHz。 模拟量输入范围0 —— +5V,不需要零点和满刻度调整。 低功耗,15mw。 具有三态输出锁存能力,输入输出与TTL兼容,故可与CPU直接相连 (2)内部结构和外部引脚信号 ADC0809内部结构和引脚信号
6
1
D/A转换器及其应用
VREF —— 基准电压(要具有足够的精度) 当D3--D0从0000变化到1111时,输出端可得变化电压。 问题:各支路电阻值差别太大,难以保证阻值的精度, 而转换精度 又直接取决于电阻值精度,所以不实用。实际DAC芯片中大 多采用T型电阻网络以克服上述缺点。 DAC的输出电压V0可按下式计算: n
3.3.2 D/A转换器及其应用
XFER:传送控制信号,用来控制WR2是否起作用。在控制多个 DAC0832同时输出时特别有用。 LE1、LE2:寄存器锁存命令,当LE=“1”时,不锁存数据; 当LE=“0”时,锁存数据 DI7--DI0:8位数字量输入,DI0为最低位。 Iout1:DAC电流输出1,它是数字量为1的各位输出电流之和 Iout2:DAC电流输出2,它是数字量为0的各位输出电流之和 Rfb:反馈电阻,运放用,已制作在芯片内。 VREF:基准电压,一般在+10V —— -10V内,由外电路提供。 VCC:逻辑电源,取值范围为+5V —— +15V,最佳用+15V。 AGAD:模拟地,芯片模拟信号接地点。 DGND:数字地,芯片数字信号接地点。