单片机原理与应用技术第6章 单片机的数-模与模-数转换

第6章 单片机的数-模与模-数转换
6.1D/A转换器
6.1.4 D/A转换的编程和仿真 【例6.1】用单片机控制DAC0832输出电压-1.95V 。
DAC0832与51单片机的连接（直通工作方式）
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6.1D/A转换器
6.1.4 D/A转换的编程和仿真
【例6.1】用单片机控制DAC0832输出电压-1.95V 。
+
Vo
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
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6.1D/A转换器
6.1.1 D/A转换原理
8位T型电阻解码网络D/A转换原理：
I=Vref/R I7=I/2 I6=I/22 I5=I/23 I4=I/24 I3=I/25 I2=I/26 I1=I/27 I0=I/28 当D7～D0的值为：1111 1111B I01=I7+I6+I5+I4+I3+I2+I1+I0=I/28×(27+26+25+24+23+22+21+20) I02=0 若Rfb=R,则 Vo=-I01×Rfb=-I01×R=-( Vref/28)×(27+26+25+24+23+22+21+20)
发生变化时，所对应的输出模拟量（电压或电流）的变化量。
2.精度 精度（绝对精度）主要是指在整个量程范围内，任一输
入数字量所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误 差。
3.建立时间 建立时间是指D/A转换器输入的数字量发生满刻度变化
时，对应输出的输出模拟信号达到满刻度值的±1/2LSB所需 的时间，它是描述D/A转换器转换速率的一个动态指标。
结论：输出电压与二进制数成比例关系，只要调整运算放大 器的反馈电阻Rfb和参考电压Vref ，就可以得到和n位二进制数 成比例的输出电压Vo
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6.1.2 D/A转换器的主要性能指标
1.分辨率 D/A转换器的分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSB）
Rfb AGND Vcc
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6.1.3 DAC0832的使用
DAC0832引脚功能说明：
引脚名称 D0～D7 ILE
CS WR 1
WR 2
XFER
IOUT1 IOUT2 Rfb Vcc Vref AGND
描述 8 位数字量输入端，逻辑电平为 TTL，电平有效时间应大于 90ns 数据锁存允许控制信号输入端，该引脚高电平有效 芯片的片选信号端，该引脚低电平有效 数据锁存器写选通输入端，该引脚低电平有效。由引脚 ILE、CS 、WR1 的逻辑组合 产生 LE1 ，当 LE1 为低电平时，将输入数据进行锁存。 D/A 寄存器选通输入端，低电平有效。由引脚 WR2 、 XFER 的逻辑组合产生 LE2 ， 当 LE2 为低电平时，将数据锁存器的内容打入 DAC 寄存器并开始 D/A 转换。 数据传输控制信号输入端，低电平有效 电流输出端 1，其值随 D/A 寄存器的内容呈线性变化 电流输出端 2，其值与 IOUT1 值之和为一常数 反馈信号输入端，改变 Rfb 端外接电阻值可调整转换满量程精度 电源输入端，Vcc 的范围为+5V～+15V 基准电压输入端，Vref 的范围为-10V～+10V 模拟信号地
V0=-I01×R=-( Vref/28) ×(27+26+25+24+23+22+21+20)
即-( Vref /28) ×D=-1.95
=> D=100
=> P2=100
程序关键代码： void main() {
P2=100; while(1); }
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第6章 单片机的数-模与模-数转换
内容提要
★数-模转换（D/A转换）
☻ D/A转换原理 ☻ D/A转换器的主要性能指标 ☻ DAC0832的使用 ☻ D/A转换的编程和仿真
★模-数转换（A/D转换）
☻A/D转换器概述
☻逐次逼近式A/D转换器原理
☻A/D转换器的主要性能指标
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6.1D/A转换器
6.1.3 DAC0832的使用 DAC0832主要特性： a) 分辨率8位； b) 电流建立时间1μS； c) 数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式； d) 输出电流线性度可在满量程下调节； e) 逻辑电平输入与TTL电平兼容（引脚可直接与51单片机直
接相连）； f) 单一电源供电（＋5V～＋15V）； g) 低功耗，20mW。
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6.1.3 DAC0832的使用 DAC0832内部结构：
D7～D0
ILE CS WR1
输入 锁存器
LE1 &
&
DAC 寄存器
LE2 &
D/A 转换器
WR2
XFER
Vref IOUT2 IOUT1
☻ADC0809的使用
☻A/D转换的编程和仿真
第6章 单片机的数-模与模-数转换
第6章 单片机的数-模与模-数转换
当单片机用于数据采集和过程控制的时候，采集对象往往 是连续变化的物理量（如温度和压力等），但单片机所能处理 的是离散的数字量（1-高电平，0-低电平），所以必须将连续 变化的物理量进行采样、保持，然后转换为数字量再交给单片 机进行处理和保存。单片机输出的数字量有时也要转换为模拟 量才能去控制外部元件（如电机）。A/D转换器完成模拟量到 数字量的转化，D/A转换器完成从数字量到模拟量的转化。
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6.1.4 D/A转换的编程和仿真
DAC0832的工作方式有三种：单缓冲模式、双缓冲模式 和直通工作方式。
当DAC0832芯片的片选信号、写信号、及传送控制信号 的引脚全部接地，允许输入锁存信号ILE引脚接＋5V时， DAC0832芯片就处于直通工作方式，数字量一旦输入，就直 接进入DAC寄存器，进行D/A转换。
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6.1.1 D/A转换原理 8位T型电阻解码网络D/A转换原理：
I
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
Vref
R
R
R
R
R
R
R
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
2R
2R
2R
2R
2R
2R2Rຫໍສະໝຸດ 2R2RRfb
0
10
10
10
10
10
10
10
1
I01 V-
-
V+ I02