实验十四、DA数模转换实验
一、实验目的
1、熟悉Protuse仿真软件的使用；
2、熟悉利用Keil软件编译程序的过程；
3、掌握DA模数转换芯片的基本特性、内部结构和外部引脚；
4、掌握外部输入DA模数转换实验编程方法。
二、实验内容
DAC0832是由美国国家半导体公司（NSC）生产的8位D/A转换器，芯片内采用CMOS工艺。该器件可以直接与Z80、8051、8085等微处理器接口相连，是目前微机控制系统中常用的D/A转换芯片。
1、主要技术指标和特性
(1)并行8位DAC；
(2)TTL标准逻辑电平；
(3)可单缓冲、双缓冲或直通数据输入；
(4)单一电源供电5～15 V；
(5)参考电压源-10～+10 V；
(6)转换时间≤1 μs;
(7)线性误差≤
0.2%FSR;
(8)功耗
20 mW;
(9)工作温度0～70℃。
2、内部结构和引脚说明
DAC0832的内部结构和外部引脚分别如图14.1和图14.2所示。
REF
UT2
UT1
CC
fb
图14.1 DAC0832内部结构框图
图14.2 DAC0832外部引脚图
(1)控制信号：
C__S__、ILE、W____R__1__这三个信号在一起配合使用，用于控制对输入锁存器的操作。C__S__为片选信号，低电平有效；ILE为输入锁存允许信号，高电平有效；W____R__1为输入锁存器的写信号，低电平有效。只有当C__S__、ILE、W____R__1__同时有效时，输入的数
字量才能写入输入锁存器，并在WR1的上升沿实现数据锁存。
X__F__E__R__、W____R__2这两个信号在一起配合使用，用于控制对D/A锁存器的操作。X__ F__E__R__为传送控制信号，低电平有效；W____R__2为D/A锁存器的写信号，低电平有效。只有当X__F__E__R__、W____R__2同时有效时，输入锁存器的数字量才能写入到D/A锁存器，并在W____R__2的上升沿实现数据锁存。
(2)输入数字量:
DI0～DI7是8位数字量输入（自然二进制码），其中，DI0为最低位，DI7为最高位。
(3)输出模拟量:
I OUT1是DAC输出电流1。当D/A锁存器中的数据全为1时，I OUT1最大（满量
程输出）；当D/A锁存器中的数据全为0时，I OUT1 = 0。
I OUT2是DAC输出电流2。I OUT2为一常数（满量程输出电流）与I OUT1
之差，即I OUT1+I OUT2=满量程输出电流。
(4)电源、地:
U REF：参考电压源。DAC0832需要外接基准电压，在－10 V～+10 V范围内取值。
U CC：工作电压源。工作电压的范围为+5 V～+15 V，最佳工作状态时用+15 V。
DGND、AGND分别为数字电路地和模拟电路地。所有数字电路的地线均接到DGND，所有模拟电路的地线均接到AGND，并且就近将DGND和AGND在一点
且只能在一点短接，以减少干扰。
(5)其它:
R fb为反馈电阻连线端。DAC0832为电流输出型D/A转换器，所以要获得模拟电压输出时，需要外接运算放大器，但运算放大器的反馈电阻不需要外接，在芯片内部已集成了一个15 kΩ的反馈电阻。
3、DAC0832工作原理
图14.3 DAC0832中的D/A 转换电路
在图14.3中，模拟开关Si 受输入数字量Di 的控制。Di=0时， Si 接地；Di=1时，Si 接虚地。
无论Si 接地或是接虚地，电阻网络中各支路的电流保持不变。由参考电压源UREF 流出的总电流I=UREF/R ，并且该电流每经过一个节点时都会进行1/2分流，则各2R 电阻支路的电流Ii = I/2n-i （n= 8）。但是，随着输入数字量的不同，输出电流IOUT1和IOUT2也不相同，不难求出
常数==
=+?=?=∑∑==R U I I I D
I I D
I I REF
O U T
O U T i i i
O U T
i i
O U T 2
170
8
2
7
08
1)
2(2
)2(2
则外接求和放大器的输出电压为：
fb
O U T O R I U 1-=
在DAC0832中，通常R= R fb ≈15 k Ω， 所以：
∑∑==?-
=?-=7
8
7
8)
2(2)
2(21i i i
R E
F
i i i fb REF
O
D
U D R R U U
可见，输出电压在数值上与基准电压UREF 的绝对值成正比，与输入数字量成正比，极性与基准电压的极性相反。 而基准电压U REF 是可正可负的，所以可以在U REF 端加一个交流电压u i ，从而，运算放大器输出电压为：
(L 5 D D U
0 (MSB) …
∑=?-=7
8
)2(2
i i
i i
O
D u U
简写为u O = Ku i D ，其中D 为输入数字量所对应的十进制数。该式表明，输出
电压在数值上正比于输入电压与数字量的乘积。我们把具有这种功能的DAC 称为乘法DAC 。
三、实验过程
1、Keil 软件程序：
#include
void delay (u16 num) //延时函数 { u16 x,y; for (x=num; x>0; x--) for (y=110; y>0; y--); }
void main(void) { u8 temp; temp = 0x00; //从0x00开始到0xff 的数字信号 while(1) { P0 = temp; temp ++; delay (10); if (temp == 255) temp = 0; } }
2、Protuse 仿真环境的搭建：
(1)在Pick Devices 中查找所需要的器件AT89C51、DAC0832、RESPACK-8、OSCILLOSCOPE;
(2)将其按照(图14.4)进行相连;
(3)将生成的.hex 文件导入AT89C51芯片中进行仿真实验。
图14.4 DA数模转换实验连接图
四、实验现象
在AT89C51芯片中下载程序后，示波器仿真呈锯齿波。如图14.5所示。
图14. DA转换示波器仿真结果图
五、问题思考
设计DA模块上连接的指示灯呈呼吸灯效果，由暗变亮再由亮变暗(即不同的电压值)。
实验三 A/D、D/A转换实验 一、实验目的 1.熟悉DAC0832并行接口数模转换器和TLC2543串行接口模数转换器的基本原理和编程方 法。 2.进一步熟悉单片机应用系统开发步骤和方法。 二、实验电路 实验所用元件清单如下表所示： 1. 串行A/D转换器TLC2543 2.并行D/A转换器DA0832 三、相关知识 （一）串行A/D转换器TLC2543 1. TLC2543的特性与引脚 TLC2543是TI公司的TLC2543 12位串行A/D转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省80C51系列单片机的I/O资源，而且价格适中。
主要特点如下： ●12位分辨率A/D转换器。 ●在工作温度范围内10 s转换时间。 ●11个模拟输入通道。 ●3路内置自测试方式。 ●采样率为66kbps。 ●线性误差+1LSB（max）。 ●有转换结束（EOC）输出。 ●具有单、双极性输出。 ●可编程的MSB或LSB前导。 ●可编程的输出数据长度。 2. TLC2543的工作过程 TLC2543的工作过程分为两个周期：I/O 周期和实际转换周期。 1）I/O周期 I/O周期由外部提供的I/O CLOCK定义，延续8、12或16个时钟周期，决定于选定的输出数据长度。器件进入I/O周期后同时进行两种操作。 （1）在I/O CLOCK的前8个脉冲的上升沿，以MSB前导方式从DA TA INPUT端输入8位数据流到输入寄存器。其中前4位为模拟通道地址，控制14通道模拟多路器从11个模拟输入和3个内部自测电压中，选通一路送到采样保持电路，该电路从第4个I/O CLOCK脉冲的下降沿开始，对所选信号进行采样，直到最后一个I/O CLOCK脉冲的下降沿。I/O周期的时钟脉冲个数与输出数据长度（位数）有关，输出数据长度由输入数据的D3、D2选择为8、12或16位。当工作于12或16位时，在前8个时钟脉冲之后，DATA INPUT无效。
数模模数转换实验报告 一、实验目的 1、了解数模和模数转换电路的接口方法及相应程序设计方法。 2、了解数模和模数转换电路芯片的性能和工作时序。 二、实验条件 1、DOS操作系统平台 2、数模转换芯片DAC0832和模数转换器ADC0809芯片。 三、实验原理 1、数模转换： （1）微机处理的数据都是数字信号，而实际的执行电路很多都是模拟的。因此微机的处理结果又常常需要转换为模拟信号去驱动相应的执行单元，实现对被控对象的控制。这种把数字量转换为模拟量的设备称为数模转换器（DAC），简称D/A。 （2）实验中所用的数模转换芯片是DAC0832，它是由输入寄存器、DAC 寄存器和D/A 转换器组成的CMOS 器件。其特点是片内包含两个独立的8 位寄存器，因而具有二次缓冲功能，可以将被转换的数据预先存在DAC 寄存器中，同时又采集下一组数据，这就可以根据需要快速修改DAC0832 的输出。 2、模数转换： （1）在工程实时控制中，经常要把检测到的连续变化的模拟信号，如温度、压力、速度等转换为离散的数字量，才能输入计算机进行处理。实现模拟量到数字量转换的设备就是模数转换器（ADC），简称A/D。
(2)模数转换芯片的工作过程大体分为三个阶段：首先要启动模数转换过程。其次，由于转换过程需要时间，不能立即得到结果，所以需要等待一段时间。一般模数转换芯片会有一条专门的信号线表示转换是否结束。微机可以将这条信号线作为中断请求信号，用中断的方式得到转换结束的消息，也可以对这条信号线进行查询，还可以采用固定延时进行等待（因为这类芯片转换时间是固定的，事先可以知道）。最后，当判断转换已经结束的时候，微机就可以从模数转换芯片中读出转换结果。 （3）实验采用的是8 路8 位模数转换器ADC0809 芯片。ADC0809 采用逐次比较的方式进行A/D 转换，其主要原理为：将一待转换的模拟信号与一个推测信号进行比较，根据推测信号是大于还是小于输入信号来决定增大还是减少该推测信号，以便向模拟输入逼近。推测信号由D/A 转换器的输出获得，当推测信号与模拟信号相等时，向D/A 转换器输入的数字就是对应模拟信号的数字量。ADC0809 的转换时间为64 个时钟周期（时钟频率500K 时为128S）。分辨率为 8 位，转换精度为±LSB/2，单电源+5V 供电时输入模拟电压范围为04.98V。 四、实验内容 1、把DAC0832 的片选接偏移为10H 的地址，使用debug 命令来测试 DAC0832 的输出，通过设置不同的输出值，使用万用表测量Ua 和Ub 的模拟电压，检验DAC0832 的功能。选取典型（最低、最高和半量程等）的二进制值进行检验，记录测得的结果。实验结果记录如下：
目录 1、系统方案.......................................... - 3 - 1.1、方案比较与选择............................... - 3 - 1.1.1、单片机选择与论证........................ - 3 - 1.1.2、显示器件选择与论证...................... - 3 - 1.1.3、键盘形式选择与论证...................... - 4 - 1.1.4排阻形式选择与论证........................ - 4 - 2理论分析与计算 ..................................... - 8 - 2.1、D/A转换器的主要技术指标......................... - 8 - 1．分辨率......................................... - 8 - 2．转换精度....................................... - 8 - 3．输出电压（或电流）的建立时间（转换速度） ...... - 8 - 4. 温度系数 2.2 数模转换器 2.2.1权电阻网络DAC的原理分析..................... - 9 - 3、电路与程序设计.................................. - 11 - 3.1.1、总体框图设计........................... - 11 - 3.1.2、显示电路............................... - 11 - 3.1.3、权电路................................. - 12 - 3.1.4、按键电路............................... - 13 - 3.1.5、驱动电路............................... - 14 -
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、Σ-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臵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）Σ-Δ(Sigma/FONT>delta)调制型（如AD7705） Σ-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在内臵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
数模混合设计 实验报告 作者：竹叶听筝 时间：2012年12月05日课程题目：声光报警系统
摘要：声光报警器在实际的生活中可以见到许多，运用于生活的许多方面。声光报警电路可作为防盗装置，在有情况时它通过指示灯闪光和蜂鸣器鸣叫，同时报警。声光报警器可用在危险场所，通过声音和光信号向人们发出示警信息。 Abstract: sound and light alarm can be seen in real life many, used in many aspects of life. Sound and light alarm circuit can be used as anti-theft device, when it lights flash and buzzer tweet, alarm at the same time. Sound and light alarms can be used in hazardous locations, issued a warning to people through sound and light signals. 关键词：报警器声音光信号示警 1、设计原理 根据设定的基准报警电压。当输入电压超出报警值时发出声和光报警信号。当输入电压信号减小恢复到报警值以下时，要求有一定的回程余量才能撤销报警信号。也就是要实现电压信号的迟滞比较功能。LED灯闪烁，蜂鸣器报警。 2、方案比较 方案一：通过单片机控制进行AD采样计算，当采样电压超过，设定输入电压时，通过单片机控制LED闪烁，蜂鸣器报警，当输入电压小于设定Vh电压时，单片机撤销报警信号。此方案性能稳定，思路清晰，但性价比不高，涉及微处理器，以及软件编程，开发难度较大。 方案二:采用LM311滞回比较器，比较输入电压值，当大于设定电压时，比较器输出端为高电平，通过光电耦合器，进行传递信号，通过555定时器输出1HZ频率脉冲，是LED灯闪烁，同时蜂鸣器报警，当输入电压小于阈值电压时，LM311输入低电平，撤销报警信号。此方案采用纯硬件方法实现神声光报警，具有成本低，调试容易且通过光耦合器进行数字电路和模拟电路的隔离，同样也具有较高的稳定性。三、系统总体方案描述
1、掌握单片机与ADC0809的接口设计方法。 2、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。 二、设计要求。 1、用Proteus软件画出电路原理图，在单片机的外部扩展片外三总线，并通过片外三总线与0809接口。 2、在0809的某一模拟量输入通道上接外部模拟量。 3、在单片机的外部扩展数码管显示器。 4、分别采用延时和查询的方法编写A/D转换程序。 5、启动A/D转换，将输入模拟量的转换结果在显示器上显示。 三、电路原理图。 图1、电路仿真图 四、实验程序流程框图和程序清单。
1、 查询法： ORG 0000H START: LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV SP, #2FH NT: MOV DPTR, #0FF78H MOVX @DPTR, A LOOP: JB , LOOP MOVX A, @DPTR MOV B, #51 DIV AB MOV R0, A MOV A, B MOV B, #5 DIV AB MOV R1, A MOV R2, B LCALL DIR SJMP NT DIR: MOV R7, #0 SJMP LOOP1 BH: MOV A, R1 MOV R2, A LOOP1: MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R2 MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A LCALL DELAY INC R7 CJNE R7, #2, BH MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R0 MOVC A, @A+DPTR ANL A, #7FH MOV P1, A LCALL DELAY RET DELAY: MOV R5, #01H DL1: MOV R4, #8EH DL0: MOV R3, #02H DJNZ R3, $ DJNZ R4, DL0 DJNZ R5, DL1 RET WK: DB 10H DB 20H DB 40H DK: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H END display 送百分位字符代码送位选信号延时1ms 送十分位字符代码送位选信号延时1ms 送个位及小数点字符代码送位选信号延时1ms 熄灭第四位数码管延时1ms 返回
第九章 A/D 转换器和D/A 转换器 一、填空题 1.（11-1易）D/A 转换器是把输入的________转换成与之成比例的_________。 2.（11-1中）倒T 形电阻网络D/A 转换器由___________、__________、_________及 _____________组成。 3.（11-1易）最小输出电压和最大输出电压之比叫做__________,它取决于D/A 转换器的 ________。 4.（11-1中）精度指输出模拟电压的_________和_________之差，即最大静态误差。主要 是参考电压偏离__________、运算放大器____________、模拟开关的 ________、电阻值误差等引起的。 5.（11-1易）D/A 转换器输出方式有____________、__________和__________。 6.（11-2易）采样是将时间上___________（a.连续变化，b.断续变化）的模拟量，转换成 时间上_________（a.连续变化，b.断续变化）的模拟量。 7.（11-2） 参考答案： 1.数字量/数字信号，模拟量/模拟信号 2.译码网络，模拟开关，求和放大器，基准电源 1. 分辨率 位数 2. 实际值 理论值 标准值 零点漂移 压降 3. 单极性同相输出 单极性反相输出 双极性输出 4. a b 二、选择题 1.（11-2中）将采样所得的离散信号经低通滤波器恢复成输入的原始信号，要求采样频率 s f 和输入信号频谱中的最高信号max i f 的关系是（ ）。 A ．max 2s i f f ≥ B ．max s i f f ≥ C ．max s i f f = D ． max s i f f < 2.（11-2易）下列不属于直接型A/D 转换器的是（ ）。 A ．并行A/D 转换器 B ．双积分A/D 转换器 C ．计数器A/ D 转换器 D ．逐 次逼近型A/D 转换器 三、判断题（正确打√，错误的打×） 1.（11-2易）采样是将时间上断续变化的模拟量，转换成时间上连续变化的模拟量。 （ ） 2.（11-2中）在两次采样之间，应将采样的模拟信号暂存起来，并把该模拟信号保持到下 一个采样脉冲到来之前。 （ ）
本科生实验报告 实验名称：数模转换器DAC0832双缓冲输出设计 一、实验目的 1）了解DAC0832芯片引脚、内部结构及工作原理； 2）掌握应用单片机I/O 端口控制DAC0832实现数模转换的方法； 3）掌握DAC0832单缓冲和双缓冲控制技术及编程设计方法； 二、实验原理 DAC0832是8位分辨率的数模转换集成芯片，内部采用倒T 形网络，电流型 输出模式，电流输出稳定时间为1us ，采用单电源供电。 片内部由一个8位输入锁存器、一个8位DAC 寄存器和一个8位D/A 转换器构成，内部具有双缓冲结构，可以实现单缓冲、双缓冲数字输入。 双缓冲同步控制方式 ： 针对多个模拟量需要同时输出的控制系统，可以采用双缓冲同步控制方式。D/A 转换数据的输入锁存和D/A 转换输出分两步完成。首先，CPU 分时向各路D/A 转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入锁存器中，然后，CPU 同时对所有D/A 转换器发出输入所存数据打入DAC 寄存器的控制信号，即可实现 VREF IOUT2 IOUT1 DGND VCC AGND RFB
多通道的同步模拟量数据输出。 应用双缓冲方式，可以在输出模拟信号的同时采集下一个数字量，有效地提高转换速度。另外，可以在多个D/A转换器同时工作时，利用双缓冲模式实现多路D/A的同步输出。 三、实验内容 通过单片机I/O端口控制两路DAC0832实现数模转换，控制方式采用双缓冲控制方式。 1.阅读理解双缓冲控制电路图，分析双缓冲模式下DAC0832与单片机接口电路的设计及两次DA转换实验在控制电路上的异同。 2.设计程序，实现双缓冲模式下DA转换的同步输出。 首先，CPU分时向各路D/A转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入锁存器中，然后，通过按键控制，同时对两个DAC0832锁存数据进行数模转换，同步产生三角波、正弦波模拟输出信号。 四、实验过程 1，实验原理图 2，实验源程序 #include
实验一D/A数模转换实验 一、实验目的 1．掌握数模转换的基本原理。 2．熟悉12位D/A转换的方法。 二、实验仪器 1．EL-A T-II型计算机控制系统实验箱一台 2．PC计算机一台 三、实验内容 通过A/D＆D/A卡完成12位D/A转换实验，在这里用双极性模拟量输出，数字量输入范围为：0~4096，模拟量输出范围为：-5V~+5V。转换公式如下：U0=Vref-2Vref（211K11+210K10+…20K0）/212 Vref=5.0V 例如：数字量=000110011001 则 K11=0，K10=0，K9=0，K8=1，K7=1，K6=0，K5=0，K4=1，K3=1，K2=0，K1=0，K0=1 模拟量U0=Vref-2Vref（211K11+210K10+…20K0）/212=4V 四、实验步骤 1．连接A/D、D/A卡的DA输出通道和AD采集通道。A/D、D/A卡的DA1的输出接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 2．启动计算机，在桌面上双击图表[Computerctrl]或在计算机程序组中运行[Computerctrl]软件。 3．测试计算机与实验箱的通信是否正常，通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。 4．在实验课题下拉菜单中选择实验一[D/A模数转换实验]，鼠标单击该选项弹出实验课题参数窗口。 5．在弹出的参数窗口中填入想要变换的数字量，点击变换，在下面的文字框内将算出变换后的模拟量。 6．点击运行，在显示窗口观测采集到的模拟量。并将测量结果填入下表：
五、实验报告 1．画出数字量与模拟量的对应曲线 2．计算出理论值，将其与实验结果比较，分析产生误差的原因。
HEFEI UNIVERSITY 单片机课程综述报告 主题基于51单片机的模数转换（A/D）实验设计姓名郭丽丽 专业通信工程 学号 1105021006 班级 11级通信（1）班 指导老师汪济洲 2014 年 6 月 2 日
目录 1.实验目的与要求 (1) 1.1实验目的 (1) 1.2实验要求 (1) 2.实验原理 (1) 2.1电路原理图 (1) 2.2 Proteus7.4 软件简介 (2) 3、实验步骤 (6) 4、源程序代码 (6) 5. 实验结果分析 (10) 6.总结 (10)
1.实验目的与要求 1.1实验目的 1.掌握A/D转换与单片机的接口方法 2.了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程方法 3.通过实验了解单片机如何进行数据采集 1.2实验要求 1.采用查询法或中断法编程进行A/D采集； 2.采集0～5V范围的电压信号（以电位器模拟被测信号），使用4位串行数码管显示0～5V数值，小数点保留三位，实现简易电压表功能。 2.实验原理 2.1电路原理图 熟悉8051的输入输出端口的使用方法, 本实验的电路连接如图1所示。 图1 连接电路
2.2 Proteus7.4 软件简介 Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是： ①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 ②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：ARM7(LPC21xx)、8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多种外围芯片。 ③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2、MPLAB等软件。 ④具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。 其操作界面如下图所示： 图2 Proteus操作页面
设计实验2:多功能函数信号发生器 一、摘要 任意波形发生器是不断发展的数字信号处理技术和大规模集成电路工艺孕育出来的一种新型测量仪器，能够满足人们对各种复杂信号或特殊信号的需求，代表了信号源的发展方向。可编程门阵列（FPGA）具有高集成度、高速度、可重构等特性。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减小印制电路板的面积，提高系统的可靠性和灵活性。 此次实验我们采用DE0-CV开发板，实现函数信号发生器，根据按键选择生产正弦波信号、方波信号、三角信号。频率范围为10KHz~300KHz，频率稳定度≤10-4，频率最小不进10kHz。提供DAC0832，LM358。 二、正文 1.方案论证 基于实验要求，我们选择了老师提供的数模转换芯片DAC0832，运算放大器LM358以及DE0-CV开发板来实现函数信号发生器。 DAC0832是基于先进CMOS/Si-Cr技术的八位乘法数模转换器，它被设计用来与8080，8048,8085，Z80和其他的主流的微处理器进行直接交互。一个沉积硅铬R-2R 电阻梯形网络将参考电流进行分流同时为这个电路提供一个非常完美的温度期望的跟踪特性（0.05%的全温度范围过温最大线性误差）。该电路使用互补金属氧化物半导体电
流开关和控制逻辑来实现低功率消耗和较低的输出泄露电流误差。在一些特殊的电路系统中，一般会使用晶体管晶体管逻辑电路（TTL）提高逻辑输入电压电平的兼容性。 另外，双缓冲区的存在允许这些DAC数模转换器在保持一下个数字词的同时输出一个与当时的数字词对应的电压。DAC0830系列数模转换器是八位可兼容微处理器为核心的DAC数模转换器大家族的一员。 LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。 本次实验选用的FPGA是Altera公司Cyclone系列FPGA芯片。Cyclone V系列器件延续了前几代Cyclone系列器件的成功，提供针对低成本应用的用户定制FPGA特性，支持常见的各种外部存储器接口和I/O协议，并且含有丰富的存储器和嵌入式乘法器，这些内嵌的存储器使我们在设计硬件电路时省去了外部存储器，节省了资源，而
数模（D/A）转换器及模数（A/D）转换器 一、实验目的 1.熟悉D / A转换器的基本工作原理。 2.掌握D / A转换集成芯片DAC0832的性能及其使用方法。 3.熟悉A / D转换器的工作原理。 4.掌握A / D转换集成芯片ADC0809的性能及其使用方法。 二、实验原理 1.数模（D / A）转换 所谓数模（D / A）转换,就是把数字量信号转换成模拟量信号,且输出电压与输入的数字量成一定的比例关系。图47为D / A 转换器的原理图,它是由恒流源（或恒压源）、模拟开关、以及数字量代码所控制的电阻网络、运放等组成的四位D/ A转换器。 四个开关S0 ~ S3由各位代码控制,若―S‖代码为1,则意味着接VREF ,代码―S‖= 0,则意味着接地。 由于运放的输出值为V0= -I∑?Rf ,而I∑为I0、I1、I2、I3的和,而I0 ~ I3的值分别为（―S‖代码全为1）： I0 =,I1 =,I2 =,I3 = 若选 R0 =,R1 =,R2 =,R3 = 则I0 ==?20 ,I1 =?21 ,I2 =?22 ,I3 =?23 若开关S0 ~ S3不全合上,则―S‖代码有些为0,有些为1（设4位―S‖代码为D3D2DlD0）,则I∑ =D3I3 + D2I2 + DlIl + D0I0 =（D3?23 + D2?22 + D1?21 + D0?20）= B? 所以,V0 = -Rf ? B,B为二进制数,即模拟电压输出正比于输入数字量B ,从而实现了数字量的转换。 随着集成技术的发展,中大规模的D / A转换集成块相继出现,它们将转换的电阻网络和受数码控制的电子开关都集成在同一芯片上,所以用起来很方便。目前,常用的芯片型号很多,有8位的、12位的转换器等,这里我们选用8位的D / A转换器DAC0832进行实验研究。 DAC0832是CMOS工艺,共20管引脚,其管脚排列如图48所示。
一、实验目的和要求 1、掌握单片机与ADC0809的接口设计方法。 2、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。 二、设计要求。 1、用Proteus软件画出电路原理图，在单片机的外部扩展片外三总线，并通过片外三总线与0809接口。 2、在0809的某一模拟量输入通道上接外部模拟量。 3、在单片机的外部扩展数码管显示器。 4、分别采用延时和查询的方法编写A/D转换程序。 5、启动A/D转换，将输入模拟量的转换结果在显示器上显示。 三、电路原理图。 图1、电路仿真图
四、实验程序流程框图和程序清单。 1、 查询法： ORG 0000H START: LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV SP, #2FH NT: MOV DPTR, #0FF78H MOVX @DPTR, A LOOP: JB P3.3, LOOP MOVX A, @DPTR MOV B, #51 DIV AB MOV R0, A MOV A, B MOV B, #5 DIV AB MOV R1, A MOV R2, B LCALL DIR SJMP NT DIR: MOV R7, #0 SJMP LOOP1 BH: MOV A, R1 MOV R2, A LOOP1: MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R2 MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A LCALL DELAY INC R7 CJNE R7, #2, BH MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R0 MOVC A, @A+DPTR ANL A, #7FH MOV P1, A LCALL DELAY RET DELAY: MOV R5, #01H DL1: MOV R4, #8EH DL0: MOV R3, #02H DJNZ R3, $ DJNZ R4, DL0 DJNZ R5, DL1 RET WK: DB 10H DB 20H DB 40H DK: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H display 送百分位字符代码送位选信号延时1ms 送十分位字符代码送位选信号延时1ms 送个位及小数点字符代码 送位选信号延时1ms 熄灭第四位数码管 延时1ms 返回
昆明理工大学（MultiSim）实验报告 实验名称：模拟电路和数字电路 实验时间：2014 年9 月11 日 专业：指导教师： 姓名： 学号：成绩：教师签名： 一、实验目的： 了解ADC和DAC的作用，连接方法等。学会让信号实现可视化，把可视化的信号转换为模拟信号。 二、实验内容： 模数转换
数模转换 数模模数转换
电压检测 三、实验步骤： 1.连接电路 2.调试电路 3.调节滑动变阻器，观察信号不同的变化。 出师表 两汉：诸葛亮 先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。 宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。 侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。 将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。 亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。 臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
单片机AD模数转换实验报告
一、实验目的和要求 1、掌握单片机与ADC0809的接口设计方法。 2、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。 二、设计要求。 1、用Proteus软件画出电路原理图，在单片机的外部扩展片外三总线，并通过片外三总线与0809接口。 2、在0809的某一模拟量输入通道上接外部模拟量。 3、在单片机的外部扩展数码管显示器。 4、分别采用延时和查询的方法编写A/D 转换程序。 5、启动A/D转换，将输入模拟量的转换
结果在显示器上显示。 三、电路原理图。 图1、电路仿真图 四、实验程序流程框图和程序清单。 1、查询法： ORG 0000H START: LJMP MAIN ORG 0100H
MAIN: MOV SP, #2FH NT: MOV DPTR, #0FF78H MOVX @DPTR, A LOOP: JB P3.3, LOOP MOVX A, @DPTR MOV B, #51 DIV AB MOV R0, A MOV A, B MOV B, #5 DIV AB MOV R1, A MOV R2, B LCALL DIR SJMP NT DIR: MOV R7, #0 SJMP LOOP1 BH: MOV A, R1 MOV R2, A LOOP1: MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R2 MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A LCALL DELAY INC R7 CJNE R7, #2, BH MOV DPTR, #WK MOV A, R7 MOVC A, @A+DPTR MOV P2, A MOV DPTR, #DK MOV A, R0 MOVC A, @A+DPTR ANL A, #7FH MOV P1, A LCALL DELAY RET DELAY: M OV R5, #01H DL1: MOV R4, #8EH DL0: MOV R3, #02H DJNZ R3, $ DJNZ R4, DL0 DJNZ R5, DL1 RET WK: DB 10H DB 20H DB 40H DK: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H END display 送百分位字符代码送位选信号延时1ms 送十分位字符代码送位选信号延时1ms 送个位及小数点字符代码送位选信号延时1ms 熄灭第四位数码管延时1ms 返回
通信原理课程设计报告 级电子信息工程专业 姓名： 班级： 学号：
一、设计题目：A/D和D/A转换器的仿真 二、设计目的 1.学习通过计算机建立通信系统仿真模型的基本技能，学会利 用仿真的手段对实时通信系统的基本理论，基本进行验证。 2.学习现在流行的通信系统仿真软件的使用方法（如 Matlab/Simulink，System View）,使用这些软件解决实际系统 中的问题。 三、设计要求 1.根据所选的题目建立相应的数学模型。 2.在Matlab/Simulink仿真环境下，从各种功能库中选取、拖动 可视化图符组建系统，在Simulink的基本模块库中选取满足 需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框 图组建系统。 3.设置，调整参数，实现系统模拟。 4.设置观察窗口、分析数据和波形。 四、开发环境及其介绍 1.开发环境：Matlab/Simulink 2.软件介绍： （1）Simulink是MATLAB提供的用于对动态系统进行建模和仿真和分析的工具。Simulink提供了专门用于显示输出信号的模块，可以在过程中随时观察仿真的结果。
（2）通过Simulink的存储模块，仿真数据可以方便地以各种形式保存到工作空间或文件中，以供用户在仿真结束之后对数据进行分析和处理。 （3）Simulink把具有特定功能的代码组织成模块的方式，并 且这些模块可以组织成具有等级结构的子系统，因此具有内在 的模块化设计要求。 基于以上优点，Simulink作为一种通用的的仿真建模软件工具，广泛用于通信仿真、数字信号处理、模糊逻辑、神经网络、机械控制、和虚拟现实等领域中。 作为一款专业仿真软件，Simulink具有以下特点： ●基于矩阵的数值计算； ●高级编程语言以及可视化的图形操作界面； ●包含各个领域的仿真工具，使用方便快捷并可以扩展； ●丰富的数据I/O接口； ●提供与其他高级语言的接口； ●支持多平台（PC/UNIX）。 五、设计内容 1设计原理 A/D转换器负责将模拟信号转换为数字信号，其转换过程为：首先对输入模拟信号进行采样，所使用的的采样速率要满足采样定理要求，然后对采样结果进行幅度离散化并编码为符号串。
实验报告 课程名称微机原理与接口技术 实验项目实验五 数/模转换器和模/数转换器实验实验仪器 TPC-USB通用微机接口实验系统 系别计算机系 专业网络工程 班级/学号 学生 _ 实验日期 成绩_______________________ 指导教师王欣
实验五数/模转换器和模/数转换器实验 一、实验目的 1. 了解数/模转换器的基本原理，掌握DAC0832芯片的使用方法。 2. 了解模/数转换器的基本原理，掌握ADC0809的使用方法。 二．实验设备 1.PC微机系统一套 2.TPC-USB通用微机接口实验系统一套 三．实验要求 1．实验前要作好充分准备，包括程序框图、源程序清单、调试步骤、测试方法、对运行结果的分析等。 2．熟悉与实验有关的系统软件（如编辑程序、汇编程序、连接程序和调试程序等）使用方法。在程序调试过程中，有意识地了解并掌握TPC-USB通用微机接口实验系统的软硬件环境及使用，掌握程序的调试及运行的方法技巧。 3．实验前仔细阅读理解教材相关章节的相关容，实验时必须携带教材及实验讲义。 四．实验容及步骤 （一）数/模转换器实验 1．实验电路原理如图1，DAC0832采用单缓冲方式，具有单双极性输入端(图中的Ua、Ub),编程产生以下锯齿波(从Ua和Ub输出，用示波器观察) 图1 实验连接参考电路图之一 编程提示： 1. 8位D/A转换器DAC0832的口地址为290H，输入数据与输出电压的关系为：
(UREF表示参考电压,N表示数数据)，这里的参考电压为ＰＣ机的＋５Ｖ电源。 2. 产生锯齿波只须将输出到DAC0832的数据由0循环递增。 3. 参考流程图（见图2）: 图2 实验参考流程图之一 （二）模/数转换器 1. 实验电路原理图如图3。将实验（一）的DAC的输出Ua，送入ADC0809通道1(IN1)。 图3 实验连接参考电路图之二 2. 编程采集IN1输入的电压,在屏幕上显示出转换后的数据(用16进制数)。编程提示： 1. ADC0809的IN0口地址为298H，IN1口地址为299H。 2. IN0单极性输入电压与转换后数字的关系为：
武汉大学物理科学与技术学院 物理实验报告 物理科学与技术学院 物理学基地2班专业 2013年12月12日 实验名称：实验十——数/模转换器 姓名：吕品磊 年级：2011 学号：2011301020033 成绩： 一、 实验目的： 1、了解数/模转换器的基本原理； 2、掌握DAC0832芯片的使用方法。 二、 实验内容 1、实验电路原理如图10.1，DAC0832采用单缓冲方式，具有单双极性输入 端（图中的Ua、Ub）,利用debug输出命令（Out 290 数据）输出数据给DAC0832，用万用表测量单极性输出端Ｕa及双极性输出端Ｕb的电压，验证数字与电压之间的线性关系。 2、编程产生以下波形（从Ub输出，用示波器观察） （1）锯齿波 （2）正弦波 图 10.1
三、 流程图 四、 原程序 DATA S EGMENT DATA E NDS CODE S EGMENT ASSUME C S: C ODE, D S: D ATA START: MOV A X, D ATA MOV D S, A X AGAIN: MOV C L, 0 ;初始化锯齿波 MOV B L,0 ;初始化锯齿波数量 INC B L A1: MOV A L, C L MOV D X, 0C810H ；DAC0832控制端口 OUT D X, A L ；输出控制端口
INC C L ；波形上升 CMP B L, 0FH ；确定锯齿波数量（此处的OFH） JZ E NND CMP C L, 200 ；确定锯齿波高度（此处的200，可以更改） JZ A GAIN ENND: MOV A H, 1 ；输入回显 INT 16H JZ A1 MOV A H, 4CH ；返回DOS INT 21H CODE E NDS END S TART 五、 实验分析： 1、此次实验程序较为简单，在通过debug进行调试的时候，发现随着CL 的增加波形会不断上升，通过到达一个特定值，重置CL，做到实现锯 齿波的原理。 2、同样的道理，在实验二中要求做出一个正弦波只要根据正弦函数建一 个下弦数字量表，按照特定的取值就可以画出相应的波形。其他的函 数波形也可以采用同样的方式进行处理。
一、实验目的和要求 1、掌握单片机与DAC0832的接口设计方法。 2、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。 二、设计要求。 1、用Proteus软件画出电路原理图，在单片机的外部扩展片外三总线，并通过片外三总线与0832接口。 2、在单片机的外部扩展一个4个按键的键盘。 3、按下K0，产生连续方波信号。 4、按下K1，产生连续锯齿波信号。 5、按下K2，产生连续三角波信号。 6、按下K3，产生连续正弦波信号。 7、通过外接示波器观察波形。 三、电路原理图。 图1、电路仿真图
四、实验程序流程框图和程序清单。 ORG 0000H START: LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV SP, #60H LOOP: LCALL KEY JB 20H.0, JUCHIBO JB 20H.1, JUXINGBO JB 20H.2, SANJIAOBO JB 20H.3, ZHENGXIAN JB 20H.4, TIXINGBO LJMP LOOP JUCHIBO: MOV R2, #00H LOOP1: MOV DPTR, #0000H MOV A , R2 MOVX @DPTR, A LCALL KEY JB 20H.0, JUCHIBO JB 20H.1, JUXINGBO JB 20H.2, SANJIAOBO JB 20H.3, ZHENGXIAN JB 20H.4, TIXINGBO INC R2 LJMP LOOP1 JUXINGBO: MOV DPTR , #0000H LOOP2: MOV R3, #0FFH MOV A, R3 MOVX @DPTR, A LCALL DELAY1ms LCALL KEY JB 20H.0, JUCHIBO JB 20H.1, JUXINGBO JB 20H.2, SANJIAOBO JB 20H.3, ZHENGXIAN JB 20H.4, TIXINGBO MOV R3, #00H MOV A, R3 MOVX @DPTR, A LCALL DELAY1ms LCALL KEY JB 20H.0, JUCHIBO JB 20H.1, JUXINGBO JB 20H.2, SANJIAOBO JB 20H.3, ZHENGXIAN JB 20H.4, TIXINGBO LJMP LOOP2 SANJIAOBO:MOV R2, #00H MOV DPTR, #0000H LOOP3: MOV A, R2 NOP NOP MOVX @DPTR, A INC R2 LCALL KEY JB 20H.0, JUCHIBO JB 20H.1, JUXINGBO JB 20H.2, SANJIAOBO