第11章 ADDA转换1
ADDA转换
A/D 转换电路在工业控制和智能化仪器仪表中，需要控制或测量如温度、压力、流量、速度等模拟量，这些模拟量要先经传感器转换为与此对应的模拟电信号，计算机要处理这种信号，必须将模拟量转换成数字量，这一转换称模数转换（A ／D ）。
实现模数转换的电路称A ／D 转换器或ADC 。
一、 A/D 转换芯片0809（一）ADC0809主要特性ADC0809为8路模拟量输入的芯片，转换电压为-5V ～+5V ，分辨率为8位，转换时间为 100us ，转换绝对误差为土 1LSB ，单一+5V 供电， 28脚DIP 结构封装，功耗15mw 。
（二）ADC0809的内部结构及管脚功能ADC0809是采用逐次逼近法的8位A ／D 转换芯片，其引脚和结构逻辑如图8—21所示，它内部除A ／D 转换部分外，还带有锁存功能的八通道多路模拟开关和8位三态输出锁存器。
28个管脚功能如下：（1）IN0～IN7：八个模拟量输入端，允许8路模拟量分时输入，共用一个A ／D 转换器；（2）ADDA 、ADDB 、ADDC ：通道端口选择线，ADDC 为高位，地址编码关系如下：图8—1 ADC0809的内部结构及管脚功能图（3）ALE ：地址锁存允许，当ALE 为上升沿时，可将地址选择信号C 、B 、A 锁入地址寄存器内。
（4）START ：启动A/D 转换，当START 为上升沿时，开始A ／D 转换。
（5）EOC ：转换结束信号，当A ／D 转换完毕之后，该端由低电平跳转为高电平， （6）OE ：输出允许信号，高电平有效。
此信号用以打开三态输出锁存器，将A/D 转换后的8位数字量输出至单片机的数据总线上。
（7）CLOCK ：定时时钟输入端，最高允许频率为640kHZ ，转换一次最短时间为100us 。
（8） D 7～D 0：数字量输出端。
（9）V REF （+）和V REF （-）：参考电压端，一般V REF （+）= 5V ， VREF （-）=0V 。
ADDA转换器的工作原理与应用
数字信号编码
采样值被转换成二进制码，以数 字信号形式呈现。
脉冲编码调制
ADDA转换器使用脉冲编码调制 （PCM）算法将连续信号转换为 离散信号。
ADDA转换器的应用领域
1 音频和视频处理
2 仪器测量
3 通信和网络
ADDA转换器在音频和视频 处理中广泛使用，能够将 模拟音频和视频信号转换 成数字信号进行处理。
采样值经过量化电路被转换为数字信号。
转换的数字量级由ADDA转换器的分辨率
决定。
3
编码
采样值被编码成可传输的数字信号，通 常使用PCM编码。
实例：ADDA转换器在音频处理中的应用
音频混合器
ADDA转换器在音频混合器中的应 用，可将多个模拟音频信号混合 成数字信号，进行精准的音频处 理。
音频录音机
ADDA转换器在音频录音机中的应 用，可将模拟音频转换为数字信 号来进行录音和存储，从而实现 数字化的音频记录。
ADDA转换器在实验室和工 业测量中也非常常见，可 用于将模拟传感器信号转 换为数字信号来进行数据 采集、分析和控制。
ADDA转换器在数字通信和 网络中也扮演着重要角色， 能够将信号从模拟转换为 数字信号来进行数据传输。
ADDA转换器的优势
高准确度
ADDA转换器能够以非常高的精 度进行信号转换和编码，从而 提供更为准确和可靠的数字信 号。
2 提高信号质量
ADDA转换器还可以降噪、滤波和增强信号。这可以帮助改善音频和视频的质量，提高通 信和控制系统的性能。
3 方便数字信号处理
数字信号可以方便地进行处理、存储和传输。因此，在许多应用中，使用ADDA转换器可 以提高系统的灵活性和可操作性。
ADDA转换器的原理
ADDA转换
d/a转换器的性能的主要参数（1）分辨率能够转换的二进制数的位数（位数多分辨率也就越高）（2）转换时间数字量输入到完成转换，输出达到最终值并稳定为止所需的时间（3）精度实际输出电压与理论值之间的误差（4）线性度d/a转换器输出的模拟量按比例关系变化的程度。
（理想的d/a转换器是线性的。
模拟输出偏离理想输出的最大值称为线性误差。
）A\D转换器的主要性能指标（1）分辨率分辨率表示输出数字量变化的一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。
（2）量化误差由A\D的有限分辨率而引起的误差。
（阶段状转移特性曲线与理想值的最大误差）（3）偏移误差输入信号为零，输出信号不为零时的偏移误差值。
（零值误差）（4）满刻度误差满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差。
（一般在偏移误差调整后进行）（5）线性度（非线性度）实际的转移特性曲线与理想直线的最大偏移（6）绝对精度输出数码所对应的实际模拟输入电压与理想的模拟输入电压值之差（7）转换速率在保证转换精度的前提下，能够重复进行数据转换的速度（转换器成品一般分辨率和转换速度是最重要的性能指标）其他还有温度系数，漂移等等DA分类电压型（内置输出放大器，低阻抗输出）电流型（电流—电压转换电路，外接运放，速度取决于运放响应时间）乘算型（电压输入上加交流信号，输入信号的衰减器、调制器）一位DA转换器（将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出,然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出。
用于音频等场合）电阻阵、电流开关（切换误差小）AD分类积分型（时间信号、频率脉冲。
定时器/计数器。
速率低）逐次比较型（一个比较器和DA转换器。
速度较高，功耗低。
高精度价格昂贵）并行比较型（多个比较器一次转换。
速度极快，规模极大，价格高。
视频AD转换）Σ-Δ调制型（积分器、比较器、1位DA转换器、数字滤波器等组成。
类似积分型。
容易单片化，容易高分辨率。
音频和测量）电容阵列逐次比较型（内置DA转换器中采用电容矩阵方式。
第八章ADDA转换
R
R 为输入电阻
Vin
∑
VO
若输入端有n个支路, 则输出电压VO与输入 电压Vi的关系为：
V0
=
-Rf
n i =1
1 Ri
Vin
Rf
式中பைடு நூலகம்Ri 为第i支路的输
R1
入电阻
Vin
…∑
VO
Rn
令每个支路的输入电阻为2iRf , 并令Vin为一 基准电压Vref，则有
V0
=
-Rf
n i =1
2
D/A变换器的基本工作原理
组成：模拟开关、电阻网络、运算放大器
两种电阻网络：权电阻网络、R-2R梯形电阻网络
基本结构如图：
Rf
数字量
模拟开关 电阻网络 ∑
VO Vref
D/A变换原理
运放的开环放大倍数足够大时，输出电压VO 与输入电压Vin的关系为：
VO
=
-
Rf R
Vin
Rf
式中：Rf 为反馈电阻
一般用输入数字量的位数来表示: 如8位、10位
例：一个满量程为5V的10位DAC，±1 LSB的变化将使输出变化 5/(210-1)=5/1023=0.04888V=48.88mV
转换精度（误差） 实际输出值与理论值之间的最大偏差。 一般用最小量化阶⊿来度量，如±1/2 LSB 也可用满量程的百分比来度量，如0.05% FSR (LSB-Least Significant Bit, FSR-Full Scale Range)
DAC0832内部结构
输入 D0 数据 D7
8位 4～ 7 输入 13 ～16 寄存
器
8位 DAC 寄存 器
ILE 19
ADDA转换
举例：用C语言输出一个锯齿波
#include <reg51.h> #include <stdio.h> #include <math.h> #include <absacc.h> #define ADD XBYTE[0XFEff] typedef unsigned char uchar;
硬件设计 1.查询方式 主要是查询单片机EOC引脚的状态，若为低电平，表示转换正在进行，若为高电平，则使OE置1， 以便从D0~D7线上读取AF转换后的数字量。 2.中断方式 采用中断方式时，EOC作为CPU的中断请求输入线，CPU响应中断后，应在中断服务程序中使 OE线变为高电平，以读取AD转换后的数字量。 3.延时方式 在启动AD转换后延时可靠的时间段后再直接去读取转换后的数字量。
时序图
ADC0809 的工作过程是：首先输入 3 位地址，并使 ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此 地址经译码选通 8 路模拟输入之一到比较器。(ALE是三位通道选择地址信号锁存信号)START 上升 沿将逐次逼近寄存器复位。下降 沿启动 A／D 转换，之后 EOC 输出信号变低，指示转换正在进行。直到 A／D 转换完成， EOC 变为高电平，指示 A／D 转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申 请。当 OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
delay(void) {uchar j; for(j=0;j<10;j++); } main() {uchar i;
while(1) {for(i=0;i<255;i++) ADD=i; // delay(); }
}
串行DA（TLC5615)
ADDA转换器原理及控制电路设计
ADDA转换器原理及控制电路设计ADDA（模拟数字转换器）是将模拟信号转换为数字信号的电子装置。
它的原理是通过采样和量化的过程将连续的模拟信号转换成为离散的数字信号，然后通过编码将数字信号转换成为二进制形式。
1.采样：采样是指将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样是通过在一段时间内定期测量或记录模拟信号的幅度来完成的。
采样的频率越高，采样的精度就越高。
2.量化：量化是将采样得到的离散的模拟信号转换成为离散的数字信号。
量化是将连续的模拟信号提取出一系列的等级或值的过程。
量化的精度决定了数字信号的分辨率。
1.采样率控制：采样率控制的电路设计需要能够在给定的时间间隔内定期进行采样。
可以通过设置计时器和触发器来实现定期采样。
2.模拟信号调理：模拟信号调理的电路设计需要将输入的模拟信号进行放大、滤波、去抖动等处理，以确保信号精度和稳定性。
3.量化精度控制：量化精度控制的电路设计需要根据应用需求选择适当的ADC（模拟数字转换器）芯片。
ADC芯片通常有不同的分辨率选项，根据需求选择合适的分辨率以达到最佳的量化精度。
4.数字信号处理：数字信号处理的电路设计需要将量化后的数字信号进行编码和处理。
编码可以采用不同的编码方式，如二进制码、格雷码等。
数字信号处理可以包括数字滤波、数据压缩、数据存储等功能。
5.输出接口设计：输出接口设计需要将数字信号转换为模拟信号或其他形式的输出。
根据具体应用需求，可以采用DAC（数字模拟转换器）芯片将数字信号转换为模拟信号，或者通过串口、并口等接口输出。
总结起来，ADDA转换器的原理是通过采样和量化将模拟信号转换为数字信号，控制电路设计需要考虑采样率控制、模拟信号调理、量化精度控制、数字信号处理和输出接口设计等方面。
这些方面的设计需要综合考虑应用需求、硬件设备和芯片选型等因素，以实现高精度、高速率的ADDA转换器。
51单片机ADDA转换教程
3. 采样 － 保持电路
RF
R1
ui
T
CF
+
uo
UL
当 UL为高电平时， MOS管T导通， ui 经电阻 R1和管T向电容 CF充电 。 当 UL为低电平时， MOS管T截止， 忽略各种漏电流，电容CF上的电压得以保持 。
造成转换误差的原因主要有 ： 参考电压 VREF的波动 ； 运算放大器的零点漂移 ； 模拟开关的导通内阻和导通电压 ；
电阻网络中的电阻值偏差 ；…...
10. 2. 4 D/A转换器的主要技术指标
三、D/A转换器的转换速度
为了便于定量地描述D/A转换器的转换 速度 ，定义了建立时间 tS 和转换速率 SR两 个参数 。
10. 3. 1 采样定理
在A / D转换中，因为输入的模拟量在 时间上是连续的，而输出的数字信号是离 散量，所以进行转换时只能在一系列选定 的瞬间 (亦即瞬间坐标轴上的一些规定点) 对输入的模拟信号采样，然后再把这些采 样值转换为输出的数字量 。
A / D 转换过程应包括 ：采样、 保持、 量化、 编码 这四个步骤 。
§10.1 概述
模 拟 信 A/D 号
计 算 机
模 拟 D/A 信 号
A / D ： Analog to Digital D / A ： Digital to Analog
§10. 2 数 / 模 转换器 ( DAC )
10. 2. 1 权电阻网络型 10. 2. 2 权电流型 10. 2. 3 T型电阻网络型 10. 2. 4 D/A变换器的主要技术指标 10. 2. 5 集成 DAC 0832及其应用
单片机指令的ADDA转换与传感器接口
单片机指令的ADDA转换与传感器接口单片机作为嵌入式系统中的核心部件，广泛应用于各个领域。
其中，模拟与数字转换（ADDA）是单片机中一项重要的功能，尤其在与传感器的接口设计中更是必不可少。
本文将详细介绍单片机指令的ADDA转换原理及其在传感器接口中的应用。
1. 原理概述ADDA转换是指将模拟信号转换为数字信号的过程，使得单片机能够处理并分析模拟信号。
其基本原理是利用单片机内部的模数转换器（ADC）对外部模拟信号进行采样并转换为相应的数字信号，然后通过单片机的处理器对该数字信号进行进一步处理。
传感器接口是将传感器的模拟信号与单片机进行连接和交互的接口。
通过ADDA转换，将传感器采集的模拟信号转换为数字信号后，单片机便可以对其进行处理、控制和判断。
2. AD转换的基本过程ADDA转换的过程可以简要分为三个主要步骤：采样、保持和转换。
2.1 采样采样是指将模拟信号转换为一系列离散的采样点。
在采样过程中，单片机的ADC模块将以一定的频率对模拟信号进行采样，将模拟信号的幅值在一段时间内离散化为多个采样点。
采样频率的选择应根据传感器信号的带宽和采样定理进行合理选取，以保证采样信号的准确性和还原性。
2.2 保持保持是指在采样结束后，将当前的采样值保持不变，以便后续转换。
为了保证采样值的精度和准确性，单片机的ADC模块在保持阶段会通过采样保持电路对采样值进行保持，避免因为采样间隔的频繁变化而导致采样信号的失真。
2.3 转换转换是指将保持得到的模拟信号值转换为相应的数字信号。
单片机内部的ADC模块会根据采样值和参考电压进行转换计算，并将其输出为对应的数字信号。
转换的结果通常以一组二进制数的形式存储在单片机的寄存器中，以供后续处理和分析。
3. 传感器接口的设计在传感器接口的设计中，需要将传感器输出的模拟信号与单片机进行连接。
接口设计应考虑以下几个方面的要求：3.1 电压匹配传感器输出的模拟信号通常是以电压形式进行表示，而单片机的输入端通常是有一定的输入电压范围限制的。
ADDA转换器元件集.
ADDA转换器元件集第一部分A/D、D/A转换器基本知识第1章A/D转换器基本原理1.1 A/D转换器概述1.1.1 A/D转换器的作用1.1.2 A/D转换器的编码1.2 A/D转换器的常用术语及性能指标1.3 A/D转换器误差及其对系统性能的影响1.3.1 数据采集系统的误差分配1.3.2 A/D转换器自身的误差1.3.3 数据采集系统的噪声第2章A/D转换器的种类及结构2.1 逐次逼近型A/D转换器2.2 流水线型A/D转换器-型A/D转换器2.4 闪速A/D转换器2.5 积分型A/D转换器2.6 压频转换器2.7 智能A/D转换器2.7.1 智能A/D转换器还是带A/D转换器的控制器2.7.2 作为智能A/D转换器的MSC1210第3章A/D转换器外围电路3.1 信号调理电路3.1.1 电桥3.1.2 信号放大或衰减3.1.3 信号隔离3.1.4 滤波3.2 电压基准的特性及选用3.2.1 电压基准的主要参数3.2.2 常用电压基准的类型3.2.3 电压基准的选用第4章D/A转换器基本原理及分类4.1 D/A转换器基本概念及常用术语4.1.1 D/A转换器的用途4.1.2 D/A转换器的常用术语4.2 D/A转换器的误差及失真4.3 D/A转换器的种类及结构4.3.1 D/A转换器结构简介4.3.2 Kelvin分压器（Kelvin Divider）4.3.3 全解码型D/A转换器4.3.4 二进制加权型D/A转换器（Binary-Weighted DAC）4.3.5 倒T形D/A转换器4.3.6 分段型D/A转换器4.3.7 过采样/内插D/A转换器第二部分A/D、D/A转换器手册A/D转换器选型表D/A转换器选型表A/D、D/A转换器手册ICL7126MAX138/MAX139/MAX140MAX1492/MAX1494TC14433/TC14433AICL7135ICL7135C/TLC7135CTC7135AD570/AD571AD7466/AD7467/AD7468AD7476/AD7477/AD7478AD7476A/AD7477A/AD7478AADCS7476/ADCS7477/ADCS7478AD7813ADC0801/ADC0802/ADC0803/ADC0804/ADC0805 ADC0820TLC0820AC/TLC0820AIAD7820ADC08031/ADC08032/ADC08034/ADC08038 ADC08060ADC08L060ADC08100ADC08200ADC1173ADC1175ADC1175-5ADC08061/ADC08062ADC08161ADC08131/ADC08134/ADC08138ADC08351ADC08831/ADC08832ADCV0831ADS830/ADS831ADS930/ADS931ADS7826/ADS7827/ADS7829MAX100MAX101AMAX104MAX106MAX108MAX152MAX165/MAX166TLC5510/TLC5510A/TLC5540TLC548/TLC549AD876AD578/AD579AD7451/AD7441AD7470/AD7472AD7910/AD7920AD9060AD7810ADC1005ADC1001ADC1061ADC10030ADC10040ADC10065ADC10080ADC10061/ADC10062/ADC10064ADC10461/ADC10462/ADC10464ADC10321ADC10221ADC10731/ADC10732/ADC10734/ADC10738 ADS820/ADS821ADS822/ADS823/ADS825/ADS826/ADS828 ADS5102/ADS5103LTC1091/LTC1092/LTC1093/LTC1094LTC1197/LTC1197L/LTC1199/LTC1199L LTC1392TLV1572MAX151MAX1444MAX1446MAX1448MAX1449MAX1426MAX1425MCP3001THS1030/THS1031THS1040/THS1041TLC1549C/TLC1549I/TLC1549MTLV1549C/TLC1549I/TLC1549MAD572AD574AAD674BAD774BAD678AD871AD1671AD1672AD7450/AD7450A/AD7440AD7452/AD7453AD7457AD7475/AD7495AD7482AD7490AD7492/AD7492-5AD7572AD7572AAD7853/AD7853LAD7854/AD7854LAD7870/AD7875/AD7876AD7870AAD7878AD7893AD7895AD7896AD7898AD9221/AD9223/AD9220ADC912AADC12L066ADC12L063ADC1241ADC1251ADC12010ADC12020ADC12040ADC12H030/ADC12H032/ADC12H034/ADC12H038 ADC12030/ADC12032/ADC12034/ADC12038ADC12041ADC12081ADC12181/ADC12191ADC12281ADC12441ADC12451ADS807ADS1286ADS5410ADS800/ADS801/ADS802 ADS803/ADS804/ADS805 ADS808/ADS809ADS1286ADS5220/ADS5221ADS5410ADS7804ADS7806ADS7808ADS7810ADS7812ADS7816ADS7817ADS7818ADS7822ADS7823ADS7834ADS7835ADS7881CLC5957ICL7109TC7109/TC7109ALTC1272LTC1273/LTC75/LTC76 LTC1274/LTC1277LTC1278LTC1279LTC1282LTC1285/LTC1288LTC1286/LTC1298ADS1286LTC1287LTC1292/LTC1297LTC1400LTC1401LTC1402LTC1404LTC1405LTC1409LTC1410LTC1412LTC1415LTC1420LTC1860/LTC1861LTC1860L/LTC1861LMAX162/MX7572MAX170MAX1211MCP3201TC7109/TC7109ATHS1215/THS1230ADC14061ADC14071ADC14161MAX194MAX1156/MAX1158/MAX1174 MAX1157/MAX1159/MAX1175 ADS850AD679AD7484AD7485AD7871/AD7872AD7894AD7940AD9241AD9243AD7851TLC3541/TLC3545ADS850ADS5421ADS8324THS1401/THS1403/THS1408 THS14F01/THS14F03THS1401-EP/03-EP/08-EPAD676AD1376/AD1377AD9260AD7701AD7715AD7720AD7722AD7723AD7725ADC16061ADS1202ADS7805TLC4541/TLC4545ADS1100/ADS1110ADS1605/ADS1606ADS7807ADS7809ADS7811/ADS7815ADS7813ADS8320/ADS8321ADS8322/ADS8323ADS8325ADS8371ADS8401/ADS8402ADS8411/ADS8412LTC1603LTC1608LTC1864/LTC1865LTC2433-1MAX195MAX1162MAX1165/MAX1166MAX1169MAX1178/MAX1188MAX1179/1187/1189MAX1460MAX1462TC3400TC500/TC500A/TC510/TC514 AD7703LTC2421/LTC2422AD1555/AD1556LTC2401/LTC2402MAX105MAX107MAX1197MAX1198THS0842ADC10D020ADC10D040ADS5203/ADS5204AD7866ADC10D040MAX133/MAX134AD7904/AD7914/AD7924 AD7908/AD7918/AD7928ADC0808/ADC0809ADC0816/ADC0817ADC0844/ADC0848MAX1191MAX1193MAX1195MAX1196TLC0834/TLC0838LTC0831/LTC0832TLC540/TLC541/TLC542AD7911/AD7921AD7912/AD7922AD7934/AD7933AD7936/AD7935AD7938/AD7939AD7994/AD7993AD7998/AD7997AD7776/AD7777/AD7778AD7811/AD7812AD7816/AD7817/AD7818ADC10154/ADC10158ADC10662/ADC10664ADS5120/ADS5121/ADS5122 LTC1090LTC1283LTC1852/LTC1853MAX1090/MAX1092MAX1091/MAX1093MCP3002MCP3004/MCP3008THS1007/THS1009THS10064/THS10082TLC1550I/TLC1550M/TLC1551I TLC1541/TLC1542/TLC1543 TLC1514/TLC1518TLV1571/TLV1578TLV1570TLV1562TLV1543C/TLV1543I/TLV1543M TLV1504/TLV1508AD7858/AD7858LAD7859/AD7859LAD7862AD7864AD7873AD7874AD7880AD7886AD7887AD7888AD7890AD7891AD7892AD7923AD7927AD7992ADC12L030/ADC12L032/ADC12L034/ADC12L038 ADC78H89ADC12048ADC12062ADC12130/ADC12132/ADC12138ADC12662ADS2806/ADS2807ADS7800ADS7824ADS7828ADS7841ADS7842ADS7844ADS7852ADS7861ADS7862ADS7864ADS7870LM12L458LM12454/LM12458/LM12H458LTC1289LTC1290LTC1291LTC1293/LTC1294/LTC1296LTC1594L/LTC1598LMAX115/MAX116MAX186/MAX188MAX197MAX1226/MAX1228/MAX1230MAX1290/MAX1292MAX1291/MAX1293MAX1294/MAX1296MAX1295/MAX1297MAX1304～MAX1306/MAX1308～MAX1310/MAX1312～MAX1314 MCP3202MCP3204/MCP3208THS12082THS1206THS1207/THS1209TLV2553/TLV2556TLV2544/TLV2548TLC2543C/TLC2543I/TLC2543MTLV2541/TLV2542/TLV2545TLC3574/TLC3578/TLC2574/TLC2578TLC2554/TLC2558TLC2551/TLC2552/TLC2555AD7856AD7863AD7865AD7899AD7729ADS7871MAX110/MAX111MAX125/MAX126MAX1067/MAX1068TLC3544/TLC3548AD7654AD73360AD7705/AD7706AD7707AD7709AD7721AD7724ADS1112ADS7825ADS8341/ADS8343ADS8342ADS8344/ADS8345ADS8361ADS8364LTC2436-1MAX1167/MAX1168TC3401TC3402TC3403TC3404TC3405TC530/TC534MAX1400MAX1401MAX1402MAX1403LTC2424/LTC2428LTC2404/LTC2408LTC2412LTC2414/LTC2418LTC1426DAC0800/DAC0802DAC0808DAC0830/DAC0832LTC1329-10/LTC1329-50/LTC1329A-50 LTC1428-50MAX5186/MAX5189AD8600DS1851LTC1665/LTC1660LTC1427-50MAX5180/MAX5183MAX5858LTC1661LTC1662LTC1663LTC1664LTC1669MAX5354/MAX5355MAX5158/MAX5159LTC8043LTC7541ALTC7543/LTC8143LTC1590LTC1666/LTC1667/LTC1668LTC1257MAX5886LTC1456LTC1450/LTC1450LLTC1451/LTC1452/LTC1453LTC1659MAX5120/MAX5121MAX5122/MAX5123MAX5174/MAX5176MAX5175/MAX5177MAX5352/MAX5353MX7845AD7237A/AD7247ALTC1446/LTC1446LLTC1448LTC1454/LTC1454LLTC2602/LTC2612/LTC2622 MAX5154/MAX5155MAX5156/MAX5157MX7837/MX7847LTC1458/LTC1458LLTC2600/LTC2610/LTC2620 MAX535/MAX5351MAX5130/MAX5131MAX5132/MAX5133MAX5150/MAX5151MAX5152/MAX5153MAX5839MX7839DAC14135LTC1591/LTC1597MAX5887LTC1654LTC1658MAX5170/MAX5172MAX5171/MAX5173MAX5195MX7841LTC1595/LTC1596/LTC1596-1 LTC1599MAX5888LTC1650LTC1655/LTC1655LLTC1657/LTC1657LLTC1821MAX5200/MAX5203MAX5204/MAX5207MAX5621/MAX5622/MAX5623 MAX5631/MAX5632/MAX5633。
ADDA转换实验报告
华北电力大学实验报告实验名称A/D、D/A转换实验课程名称计算机控制技术与系统专业班级：自动化1505学生姓名：张春雪崔雨小学号：201502020525成绩：201502020502指导教师：张妍老师实验日期：2018.04.08（一）A/D转换一、实验目的及要求1、利用ADC0809做A/D转换器，将模拟量转换成二进制数字量，用延时查询方式读入A/D转换结果，用8255的PA口输出到发光二极管显示。
2、熟练掌握各种接口芯片的基本功能及实现方法二、所用仪器设备计算机、protus软件、emu8086软件三、实验内容1、实验接线如下图所示：2、实验程序如下：mode equ082hPA equ09000hCTL equ09006hCS0809equ08000hcode segmentassume cs:codestart:mov al,modemov dx,CTLout dx,al;8255初始化again:mov al,0mov dx,CS0809out dx,al;起动A/Dmov cx,40hloop$;延时>100usin al,dx;读入结果mov dx,PA;8255A口输出out dx,aljmp again;重复code endsend start3、实验步骤：（1）按图接线，对源程序进行编译，执行程序；（2）依次调节滑动变阻器使输入模拟量从0---+5V变化，观察对应输出的数字量，并填到下表中；（3）分析误差产生的原因。
次数内容123456模拟量（V）0V1V2V3V4V5V000000000011001101100110100110011100110011111111数字量（测量值）4、实验运行结果如下：（1）模拟量1V（2）模拟量2V（3）模拟量3V（4）模拟量4V（5）模拟量5V5、实验符合最初设想（二）D/A转换一、实验目的及要求1、利用DAC0832生成锯齿波。
ADDA转换实验
计算机控制技术实验报告A/D和D/A转换一．实验目的1、了解串行A/D和D/A转换器的工作原理。
2、掌握A/D和D/A转换器程序设计方法以及与单片机的接口电路。
3、掌握A/D和D/A转换实验上机调试方法。
4、熟悉韦弗实验箱的使用。
二．实验内容1、通过编辑程序输出三角波。
2、通过编辑程序输出方波。
3、通过编辑程序输出锯齿波。
4、通过编辑程序输出梯形波。
三、仪器、设备和材料1、韦弗实验箱2、计算机3、示波器4、导线四、实验内容1.A/D转换org 0000hCS0809 equ 08000hmov dptr, #CS0809mov a, #0hmovx @dptr, a ; 起动 A/Dmovx a, @dptr ; 读入结果mov p1,acall delayljmp 0000hDelay:mov r6, #0mov r7, #0 DelayLoop:djnz r6, DelayLoop djnz r7, DelayLoop retend2.方波CS0832 equ 0a000hmov dptr, #CS0832 mov r2, #0ffhloop1: mov a,#0hmovx @dptr, adjnz r2,loop1mov r3,#0ffhloop2: mov a,#0ffhmovx @dptr,adjnz r3,loop2ljmp 0000hend3.三角波与锯齿波org 0000hCS0832 equ 0a000hmov dptr , #cs0832 mov a, #0loop1: movx @dptr, ainc acjne a,#0ffh,loop1LOOP2:movx @dptr, adec acjne a,#0h,loop2ljmp 0000hend4.梯形波org 0000hmain:mov dptr,#0a000hstep: mov r6,#19hmovr4,#0ahmov a,0loop1: movx @dptr,a ;选通地址acall delay ;延时adda,r6 ;每次以19H的梯度增加djnz r4,loop1 ;梯度等待的时间ajmpstep ;循环delay:d2: mov 31h,#0ffhd1: djnz 31h,d1retend五、实验结果1) 正弦信号)s i n (ϕω+=t A y ,ωπ2=T ,经编程得到如下图。
ADDA转换芯片pcf8591
ADDA转换芯⽚pcf8591数模转换芯⽚PCF8591⼀.AD转换的概念 AD转换的功能是把模拟量电压转换为数字量电压。
DA转换的功能正好相反，就是讲数字量转换位模拟量。
⼆.芯⽚PCF8591介绍 PCF8591是⼀个单⽚集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。
PCF8591具有4个模拟输⼊、1个模拟输出和1个串⾏I²C总线接⼝。
PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可⽤于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接⼊8个PCF8591器件，⽽⽆需额外的硬件。
在PCF8591器件上输⼊输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I²C总线以串⾏的⽅式进⾏传输。
PCF8591 是具有I2C 总线接⼝的8 位A/D 及D/A 转换器。
有4 路A/D 转换输⼊，1 路D/A 模拟输出。
这就是说，它既可以作A/D 转换也可以作D/A 转换。
A/D 转换为逐次⽐较型。
电源电压典型值为5V。
AIN0～AIN3：模拟信号输⼊端。
A0～A3：引脚地址端。
VSS：电源负极。
SDA、SCL：I2C 总线的数据线、时钟线。
OSC：外部时钟输⼊端，内部时钟输出端。
EXT：内部、外部时钟选择线，使⽤内部时钟时EXT 接地。
AGND：模拟信号地。
VREF：基准电源端。
AOUT：D/A 转换输出端。
VDD：电源端。
（2.5～6V）PCF8591的器件地址： PCF8591 采⽤典型的I2C 总线接⼝器件寻址⽅法，即总线地址由器件地址、引脚地址和⽅向位组成。
飞利蒲公司规定A/D 器件地址为1001。
引脚地址A2A1A0，其值由⽤户选择，因此I2C 系统中最多可接2^3=8 个具有I2C 总线接⼝的A/D 器件。
地址的最后⼀位为⽅向位R/w ，当主控器对A/D 器件进⾏读操作时为1，进⾏写操作时为0。
总线操作时，由器件地址、引脚地址和⽅向位组成的从地址为主控器发送的第⼀字节。
单片机原理第11章ADDA
发展趋势
研发出高性能低功耗的ADDA集成芯片并应用在 智能手机、汽车、医疗、航天等领域。
ADC结构
由采样保持电路、模数转换电路和数据输出电路组 成。
输出编码方式
二进制编码、格雷码、字码、二进制补码和二进制 反码。
ADC的失调误差及校正方法
失调误差产生原因
包括温度、电源不稳定、制造工艺偏差、器件差异区别及采样保持电路设计等因素。
解决方法
采取电源稳压、校正电路、热电偶补偿、采样保持电路改进等综合方法。
模式等影响； • 节约生产成本和产品投入时间。
开发工具和软件
• Code Com poser Studio； • Keil C51； • IAR EW8051； • ESD Accutech Laser Analyzer等。
ADDA在嵌入式系统中的作用和未来发展趋 势
作用
实现数字信号和模拟信号相互转换、控制和传输；
ADDA的工作原理
1
DA转换过程
2
DAC将数字信号转换为相应的模拟信号
输出，包括数字信号输入、加工编码和
模拟信号输出。
3Leabharlann AD转换过程从模拟信号输入端到数字信号输出端的 转换过程包括采样、量化和编码。
转换过程参数
涉及到信号的采样频率、分辨率、采样 时刻、输出电流和输出电压等多个参数。
ADC的基本结构和输出编码方式
单片机原理第11章ADDA
本章讲解ADDA的工作原理、ADC和DAC的特点、应用和发展趋势，帮助您 理解数字信号与模拟信号转换的基本原理和技术手段。
ADDA定义和用途
1 什么是ADDA
全称为模数转换器/数模转换器，是数字信号与模拟信号转换的重要设备。
第11章ADDA转换器
(0 22 1 21 0 20 ) 0.5V 1V
6. A/D转换
将采样保持电路锁存的模拟信号转换成数字信号的器件。
11.3.2 A / D转换器的原理（P401） 按转换方式可分为：直接转换、间接转换。
计算机控制系统方框图如下：
… …
… …
…
被
传 感
滤波 放大
多路转 换开关
A/D
计
器
算
控
机
对
系
象
执行 机构
模拟 开关
功 放
D/A
统
11.2 数/模（ D/A ）转换器（P391）
定义：数字—模拟转换。把数字信号转换为模拟信号输出的器件 称为数/模转换器（简称D/A转换器）。 11.2.1 D/A转换器的原理
n
V0
V ai
2i
R
i 1
4. 集成化D/A转换器 分类：双极型和CMOS型 电阻网络：离子注入或扩散电阻条、薄膜电阻 离子注入或扩散电阻条：价廉物美，但精度不高； 薄膜电阻：高精度。 特点： 双极型：转换速度快，适合于高速转换的场合。 CMOS型：优点是制造容易、造价低；缺点是转换速度较慢。
JMP T1
HLT
输出三角波（设D/A的口地址为300H）
MOV DX，300H R0：MOV CX，0FFH
MOV AL，00H R1：OUT DX，AL
INC AL LOOP T1 MOV CX，0FFH R2：DEC AL OUT DX，AL LOOP T2 JMP R0 HLT
输出锯齿波（设D/A的口地址为300H） MOV DX，300H MOV AL，00H
单片机原理及接口技术案例教程 教学课件 李法春 第11章
第11章 A/D和D/A接口
11.1 A/D转换器接口
11.1.1 A/D转换基本知识及常用A/D转换器件 A/D转换器的作用是将模拟量转换为数字量， 以便计算机接收处理
传感器 A/D转换 单片机
第11章 A/D和D/A接口
1.A/D转换器分类
(1)逐次逼近式：逐次逼近式属直接式A/D转 换器。 (2)双积分式：双积分式是一种间接式A/D转 换器。 (3)V/F变换式：V/F变换器能够将模拟电压信 号转换为频率信号。 (4)并行式：并行式也属于直接式A/D转换器， 它是所有类型A/D转换器中转换速度最快的。
第11章 A/D和D/A接口
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第11章 A/D和D/A接 口
11.1 A/D转换器接口
重点难点
1. 常用A/D及D/A转换电路芯片的主要技术指标和用途。 2. 常用A/D及D/A转换电路芯片与MCS—51单片机的接 口逻辑以及相应的程序设计方法。
第11章 A/D和D/A接口
模拟通道接口技术
计算机只能储存和处理二进制形式的数字量， 凡遇到有模拟量的地方，就要进行模拟量向数字量 或数字量向模拟量的转换，这就是数/模和模/数转 换问题。将模拟量转换成数字量的过程称为A/D转 换，将数字量转换成模拟量的过程称为D/A转换， 与之有关的接口技术称为模拟通道接口技术。 因为在单片机应用系统中，常需要将检测到的 连续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转 换成数字信号，才能输入到单片机中进行处理，然 后再将处理结果的数字量转换成模拟量输出，实现 对被控对象的控制。
写信号、P2.7有效 时，启动AD转换。 转换结束后，输 +5V 出高电平，向 GND CPU发出中断请 IN0 求 IN1 IN2 IN3 读信号、P2.7有效 IN4 时，允许输出AD IN5 IN6 转换结果。 IN7
ADDA转换
while(1) {for(i=0;i<255;i++) ADD（TLC5615)
TLC5615的特点和引脚定义 TLC5615是高阻抗输入、电压输出的 10位数字/模拟转换器DAC。其输出电压幅 度最大为基准电压的2 倍，采用单＋5V电压供电。TLC5615的数字控制通过 3 线 （three-wire）串行总线来完成，与 CMOS电平相兼容，且易于和工业标准微处理器和 微控制器接口。器件接收16 位数字以产生模拟输出，具有高噪声抑制能力。与微控制 器的通信协议包括 SPITM 、QSPITM 、MicrowireTM。TLC5615主要特点包括：10 位 CMOS电压输出DAC、＋5V单电源工作、三线 SPI串行接口、高阻抗基准输入、 电压输出范围——基准输入电压2 倍、内部上电复位、低功耗（1.75mW）、21MHz 的 更新率和 0.5 LSB的建立时间（12.5μs）。
A/D接口电路的设计 在合理选择ADC芯片后，还必须正确设计ADC的外围电路，通常包括模拟电路、数字接口电路、电源电 路等部分。 1模拟电路 （1）放大器电路 除了少数ADC本身带有模拟放大电路外，大多数ADC的模拟输入电压范围在1~10V之间。大多数模数转 换系统的模拟输入信号是较小的，通常需要使用模拟放大器。模拟放大器一般选用集成运算放大器。一些 ADC的模拟输入端电阻比较小，而模拟信号源的内阻常常比较大，因此需要选用高输入阻抗、低输出电阻的 放大器。必要时可以加电压跟随器，以提高输入阻抗。
讲座六
AD/DA转换
L
E
D
本节内容
显
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单片机和被控实体间的接口示意图
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举例1：温度测控系统
电热箱 电热丝
第十一章 A/D、D/A转换器扩展
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扩展I/O接口芯片电路的功能：
1、速度协调； 2、输出数据锁存； 3、输入数据三态； 4、数据转换：
模拟量→数字量：由A/D转换完成； 数字量→模拟量：由D/A转换完成。
80C51 80C51
8
G
74LS373
A7～0 A1 A2 A0
A2
D7～0 WR
WR1 WR2
DAC0832 CS XFER 1#
+
VO
X 图 形 显 示 器
A1
DAC0832 XFER CS 2# WR1 WR2
+
VO
Y
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双极性DAC的接法 :
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11-2 A/D转换器接口及应用
A/D接口设计要点： 1．选择合适的系统采样速度； 2．减小A/D转换的孔径误差； 3．合理选用A/D转换器。
IN0 IN1
A/D转换
IN7
A B C 电气工程学院
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2、引脚
（1）8路模拟量分时输入信号端： IN0～IN7； （2）8位数字量输出信号端： D0～D7； （3）通道选择地址信号输入端： ADDA、ADDB、ADDC； （4）基准参考电压为VR（+）和VR（-）： 决定输入模拟量的范围。 典型值分别为+5V和0V。 （5）转换结束信号EOC： 0：正在进行转换； 1：一次转换完成。 （6）时钟信号输入端：CLK（其内部无时钟电路）。
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3、ADC 0809与单片机连接： 涉及2个问题： （1）8路模拟信号通道选择； （2）A/D转换完成后转换数据的传送。
AD0～7 ALE INT WR MCS-51 P2.0 RD
温度传感器
放 模 大
A/D
数
单 片
设定值
调节电压
控温
双向可控硅
光隔驱动
控制信号
机
打印输出
~ 电源
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举例2：速度测控系统
纸长拨盘给定 转速 给定
A/D
P0
+ -
PID
单片机系统
D/A
P1
D7～0
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例：用DAC0832双缓冲方式，1#和2#DAC0832地址分别为00FEH和 00FDH程序为： ORG 2000H MOV DPTR，#00FEH ；选中1#0832：A0=0 MOV A，#Datax MOVX @DPTR，A ；Datax写入1#0832输入寄存器 MOV DPTR，#00FDH ；选中2#0832：A1=0 MOV A，#Datay MOVX @DPTR，A ;Datay写入2#0832输入寄存器 MOV DPTR，#00FBH ；选中1#和2#0832的DAC寄存器 A2=0 MOVX @DPTR，A ；1#和2#输入寄存器的内容同时 传送到DAC寄存器中
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一、转换原理：
A/D转换是把模拟量信号转化成与其大小成比例的数字信号。 A/D转换电路主要分成： 1、双积分式（速度慢，精度高：用于速度要求不高的场合）； 2、逐次逼近式（速度较快，精度较高：常用）。 常用芯片： MC14433（3 ½位） 双积分式 ICL7135（4 ½位） ICL71011（12位） ADC0808、ADC0809（8位） 逐次逼近式 ADC1210（12位） AD574（12位）
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2、单缓冲方式： 输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出，输入数 据在控制信号作用下，直接进入DAC寄存器中；WR1和WR2同时进 行，并且与CPU的WR相连，CPU对0832执行一次写操作，将数据 直接写入DAC寄存器中。适用：只有一路模拟信号输出或几路模 拟信号非同步输出。
VO =—VREF×（数字码 / 2n）
(VREF —— 参考电压)
注：因使用反相比例放大器来实现电流到电压的转换， 所以输出模拟信号(VO)的极性与参考电压(VREF)极性 相反。
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DAC的应用：
DAC用作单极性电压输出； DAC用作双极性电压输出； DAC用作控制放大器。
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≥1 8 3
D0～7 ADDABC CLK EOC IN0～7 START ALE ADC0809 OE
1
≥1
ADC0809的口地址：FEFFH； 8路模拟通道的地址：FEF8H～FEFFH。
DAC0832
P1
80C51
8
D7～0
WR1 WR2 XFER CS
+ห้องสมุดไป่ตู้
VO
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MOV P1，A
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举例：
例：D/A转换程序，用DAC0832输出0～+5V锯齿波，电路为直通 方式。设VREF=-5V，若DAC0832地址为00FEH，脉冲周期要求为 100ms。 DACS：MOV MOV DACL：MOVX INC ACALL AJMP DELAY：… DPTR，#00FEH ；0832 I/O地址 A，#00H ；开始输出0V @DPTR，A ；D/A转换 A ；升压 DELAY ；延时100ms/256：决定锯齿波的周期 100ms DACL ；连续输出 ；延时子程序
DAC 寄存器
LE2
8位 DAC
IOUT1 IOUT2
+
VO
LE1
AGND
DAC 0832内部结构框图
LE1（LE2）=
0：锁存； 1：直通。
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Electrical Engineering Institute of NEDU
2013年8月15日星期四
DI0～7：转换数据输入（8位）； CS：片选信号（输入）； VREF:参考电压输入端； Rfb：外部反馈信号输入端； ILE：数据锁存允许信号（输入）； XFER：数据传送控制信号（输入）； WR1：第1写信号（输入），与ILE共同控制输入寄 存器是数据直通方式还是数据锁存方式； WR2：第2写信号（输入），与XFER共同控制DAC 寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式；
ALE P0 P1
8
G
74LS373
A7～0 A0
DAC0832 XFER CS
80C51 80C51
D7～0 WR
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+
VO
WR1 WR2
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单缓冲方式下的DAC0832
80C51
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触发器
可控硅
电机
＝/
脉冲 发生器 测量 转速
M
转速反馈 纸长反馈
G
单片机控制系统原理框图
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11-1
11-1-1
单片机与D/A转换器接口
D/A转换概述
一、D/A（Digit to Analog）转换器原理
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11-1-2 D/A转换芯片DAC0832
一、内部结构：DAC0832：8位双缓冲器结构的D/A转换器。
Rfb DI0～7
ILE CS WR1 WR2 XFER
输入 寄存器
与 与 与
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T型电阻网络型D/A转换器
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