8位和12位的AD和DA转换器ppt

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DAC1210的结构框图
1) DAC1210的引脚 DI11DI0——D/A转换器的数字量输入引脚。其中DI0 为最低
位，DI11为最高位。
CS——片选信号输入端，低电平有效。
WR1——输入寄存器的写信号，低电平有效。当此信号有效
时，与CS和B1/B2配合起控制作用。 B1/B2——字节控制。此端为高电平时，12位数字同时送入输 入锁存器；此端为低电平时，将12位数字量的低4位送到4位输入 寄存器。
本节介绍的DAC0832和DAC1210)，而有的则没有。在实际中若
选用了内部不带锁存器的D/A转换芯片，就需要在CPU和D/A芯
片之间增加锁存电路。
1) 8位D/A转换器与CPU的接口 这里以8位的D/A转换芯片DAC0832来说明8位D/A转换芯片与 ISA总线的连接问题。如图所示，由于DAC0832内部有数据锁 存器，其数据输入引脚可直接与CPU的数据总线相连。图中 XFER和WR2接地，即DAC0832内部的第2级寄存器接成直通式， 只由第1级寄存器控制数据的输入，当CS和WR1同时有效时
等；按字长分有8位、10位、12位等；按输出形式分有电压型和 电流型。另外，不同生产厂家的产品，其型号各不相同。例如， 美国国家半导体公司的D/A芯片为DAC系列，如DAC0832等； 美国模拟器件公司的D/A芯片为AD系列，如AD558等。使用时
可参阅各公司提供的使用手册。
1 . DAC0832
线性误差：0.2%FSR(Full Scale Range)，即该芯片的线性 误差为满量程的0.2%。 非线性误差：0.4%FSR。 功耗：20 mW。 工作电压：单一+5+15 V电源。
参考电压：−10+10 V。
2．DAC1210
DAC1210是美国国家半导体公司生产的12位D/A转换器芯
IOUT1和IOUT2。DAC0832采用8位输入寄存器和8位DAC寄存器二
次缓冲方式，这样可以在D/A输出的同时，送入下一个数据，以 便提高转换速度。每个输入数据为8位，可以直接与微机的数据
总线相连，其逻辑电平与TTL电平兼容。
8 ～7) DI ～DI0 (4 3 ～16) DI ～DI4 (13 7 19 & 1 2 18 17 & 20 & 10 8位 输入 寄存器 LE1 8位 DAC 寄存器 LE 2 8位 D/A 转换器 RFB 12 11
器的反向端，所以式中有一个负号。若VREF=+5 V，当 D=0255(00HFFH)时，VOUT= −(04.98) V。
＋5Ｖ VREF RFB DAC0832 IOUT1 IOUT2 － ＋ VOU T IOUT1 IOUT２ － ＋ R1＝R V OUT1 R0 － ＋ RFB DAC0832 R2＝2R R3＝2R
CALL DELAY
MOV OUT AL，0FFH DX，AL
；调用延时子程序
；将数据FFH送DAC0832进行转换
CALL DELAY JMP LOOP1
利用DAC可实现任意波形（如锯齿波、三角波、正弦波等）的输出， 三角波的程序段如下： TRG： MOV DX，200H MOV AL，0H TN1： OUT DX，AL CALL DELAY INC AL JNZ TN1 MOV AL，0FEH TN2： OUT DX，AL CALL DELAY DEC AL JNZ TN1 …………
若VREF=+5 V，当D=0时，VOUT1=0，VOUT=−5 V；当 D=128(80H)时，VOUT1=−2.5 V，VOUT=0；当D=255(FFH)时， VOUT1=−4.98 V，VOUT = 4.96 V。
4) DAC0832的主要技术指标 输入：8位数字量。内有锁存器，数字量输入端可直接与 CPU的数据总线相连。 输入方式：双缓冲、单缓冲和直通输入三种方式。 输入逻辑：与TTL兼容。 输出：模拟量电流IOUT1和IOUT2。 电流建立时间：1 s。
DAC0832是美国国家半导体公司采用CMOS工艺生产的8位 D/A转换集成电路芯片。它具有与微机连接简单、转换控制方便、 价格低廉等特点，因而得到了广泛的应用。 1) DAC0832的结构与引脚 DAC0832的逻辑结构框图如图所示。片内有R–2RT型电阻 网络，用于对参考电压提供的两条回路分别产生两个电流信号
片，是智能化仪表中常用的一种高性能的D/A转换器。
DAC1210是24引脚的双列直插式芯片，其内部逻辑结构如 图所示。 由图可以看出，其逻辑结构与DAC0832类似，所不同的是 DAC1210具有12位的数据输入端，且其12位数据输入寄存器由
一个8位的输入寄存器和一个4位的输入寄存器组成。两个输入
寄存器的输入允许控制都要求CS和WR1为低电平，但8位输入 寄存器的数据输入还要求B1/B2端为高电平。
转换。在一次转换完成后到下一次转换开始之前，由于寄存器的
锁存作用，8位D/A转换器的输入数据保持恒定，因此D/A转换的 输出也保持恒定。
单缓冲工作方式是指只有一个寄存器受到控制。这时将另 一个寄存器的有关控制信号预先设置成有效，使之开通，或者 将两个寄存器的控制信号连在一起，两个寄存器作为一个来使 用。 直通工作方式是指两个寄存器的有关控制信号都预先置为 有效，两个寄存器都开通。只要数字量送到数据输入端，就立 即进入D/A转换器进行转换。这种方式应用较少。
A/D与D/A转换
模/数(A/D)与数/模(D/A)转换技术及其接口
一、 D/A转换接口 D/A转换器的作用是将二进制的数字量转换为相应的模拟量。 D/A转换器的主要部件是电阻开关网络，其主要网络形式有权 电阻网络和R–2R梯形电阻网络，其工作原理这里不作介绍。
集成D/A芯片类型很多，按生产工艺分有双极型、MOS型
10 (15 ～20) (4 ～5) 8位 输入 寄存器
LE1
14 13 12位 DAC 寄存器 12位 D/A 转换器 RFB
VREF IOUT2 IOUT1
11 3
(6 ～9)
４位 输入 寄存器
LE1 LE 2
RFB AGND
23
B1 / B2
& 1 2 22 21
24 12
VCC DGND
CS WR1 WR 2 XFER
RW － ＋ V OUT
IOUT２
XFER WR 2 DGND AGND
DAC0832与ISA总线连线图
…
Y7
…
如果要求图示系统的VOUT端输出方波，可编程如下： MOV LOOP1： MOV OUT DX，200H AL，00H DX，AL ；将数据0送DAC0832进行转换 ；端口地址200H送DX
(ILE始终为有效的高电平)，DI7DI0的数据被送入其内部的D/A
转换电路进行转换。
D ～D0 7
DI ～DI0 7
VC C ILE RF
＋5 V
ISA 总线
IOW AEN A 9 A 8 A 7 A 6
74LS138 G 2A G 2B G 1 C B A
Y0 Y1
WR1 RFB DAC0832 IOUT1 CS
VREF——D/A转换器的基准电压，其范围可在−10+10 V内选定。
2) DAC1210的主要技术指标 输入：12位数字量。内有锁存器，数字量输入端可直接与 CPU的数据总线相连。 输入方式：双缓冲、单缓冲和直接输入三种方式。 输入逻辑电平：与TTL兼容。 输出：模拟量电流IOUT1和IOUT2。 电流建立时间：1 s。 功耗：20 mW。 工作电压：单一+5+15 V电源。
XFER——D/A转换的控制信号，与WR2配合使用。 WR2——DAC寄存器的写信号，低电平有效。当XFER和 WR2同时有效时，输入寄存器的数据装入DAC寄存器，并启动 一次D/A转换。 IOUT1——D/A转换器输出电流1。 IOUT2——D/A转换器输出电流2。
VCC——电源，其值可在+5+15 V之间选取，典型值取+15 V。 AGND——模拟信号地。 DGND——数字信号地。 RFB——外部放大器的反馈电阻接线端。
输出锯齿波程序段如下： TRG： MOV DX，200H MOV AL，0H TN： OUT DX，AL CALL DELAY INC AL JMP TN …………
利用图所示的DAC0832单缓冲方式连接图，也可输出正弦波， 由于DAC0832是一个单极性输出DAC芯片，因此在正弦波输出中应 将0V平移到128数值上，其C语言控制程序如下： #include<stdio.h>
VCC ILE
WR 2 XFER DI 4 DI 5
DI 6 DI 7 IOUT2 IOUT1
DAC0832的引脚图
DI7DI0——D/A转换器的数字量输入引脚。其中DI0为最低
位，DI7为最高位。
CS——片选信号输入端，低电平有效。
WR1——输入寄存器的写信号，低电平有效。
ILE——输入寄存器选通信号，高电平有效。ILE信号和CS、
2) DAC0832的工作方式 DAC0832内部有两个寄存器，能实现三种工作方式：双缓
冲、单缓冲和直通方式。
双缓冲工作方式是指两个寄存器分别受到控制。当ILE、CS 和WR1信号均有效时，8位数字量被写入输入寄存器，此时并不 进行A/D转换。当WR2和XFER信号均有效时，原来存放在输入 寄存器中的数据被写入DAC寄存器，并进入D/A转换器进行D/A
参考电压：−10+10 V。
3．D/A转换芯片与微处理器的接口 计算机是通过输出指令将要转换的数字送到D/A转换芯片来 实现D/A转换的，但由于输出指令送出的数据在数据总线上持续 的时间很短，因而需要数据锁存器来锁存CPU送来的数据，以
便完成D/A转换。目前生产的DAC芯片有的片内带有锁存器(如
WR2同时有效时，输入寄存器的数据装入DAC寄存器，并同时
启动一次D/A转换。 VCC——芯片电源，其值可在+5+15 V之间选取，典型值 取+15 V。 AGND——模拟信号地。 DGND——数字信号地。 RFB——内部反馈电阻引脚，用来外接D/A转换器输出增益
调整电位器。
VREF——D/A转换器的基准电压，其范围可在−10+10 V内 选定。该端连至片内的R–2RT型电阻网络，由外部提供一个准 确的参考电压。该电压精度直接影响着D/A转换精度。
255 VREF 最大，约为 256 RFB
IOUT1——D/A转换器输出电流1，当输入全1时，输出电流 IOUT2——D/A转换器输出电流2，它与IOUT1有如下关系： IOUT1+IOUT2=常数
；当输入为全0时，输出电流最小，即为0。
D/A转换没有形式上的启动信号。实际上将数据写入第二级 寄存器的控制信号就是D/A转换器的启动信号。另外，它也没有 转换结束信号，D/A转换的过程很快，一般还不到一条指令的执 行时间。
WR1 共同控制选通输入寄存器。当CS、WR1 均为低电平，而
ILE为高电平时，LE1=0，输入数据被送至8位输入寄存器的输 出端；当上述三个控制信号任一个无效时，LE1变高，输入寄存 器将数据锁存，输出端呈保持状态。
XFER——从输入寄存器向DAC寄存器传送D/A转换数据的 控制信号，低电平有效。 WR2——DAC寄存器的写信号，低电平有效。当XFER和
RP1
RP1
VOUT
(a)
(b)
DAC0832的电压输出电路 (a) 单极性输出；(b) 双极性输出
通过调整运算放大器的调零电位器，可以对D/A芯片进行零
点补偿。通过调节外接于反馈电压的表达式为：
VOUT
D 128 VREF 128
b双极性输入12位ad输入模拟量与输出数字量的对应关系表输入方量程v输入量单极性010000h单极性0207ffh107ffh10fffh20fffh双极性55000h双极性101010000h7ffh5fffh10fffh3ad转换芯片与微处理器的接口?8位ad转换芯片与cpu的接口由于adc0809芯片内部集成了三态数据锁存器其数据输出线可以直接与计算机的数据总线相连因此设计adc0809与计算机的接口主要是对模拟通道的选择转换启动的控制以及读取转换结果的控制等方面的设计
VREF IOUT2 IOUT1 RFB AGND
ILE
9 3
CS WR1
WR 2
VCC DGND
XFER
DAC0832的结构框图
CS WR1 AGND DI 3 DI 2 DI 1 DI 0 VREF RFB DGND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
20 19 18 17 16 DAC0832 15 14 13 12 11
3) 电压输出电路的连接
DAC0832以电流形式输出转换结果，若要得到电压形式的 输出，需要外加I/V转换电路，常采用运算放大器实现I/V转换。 下图给出了DAC0832的电压输出电路。 对于单极性输出电路，输出电压为：
VOUT
D VREF 256
式中D为输入数字量的十进制数。因为转换结果IOUT1接运算放大