AD and DA
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。
ad转换器和da转换器
电流输出型DA转换原理
总电流
•转换电流
分支电流
……
•I01转换电流与“逻辑开关”为1的各支路电流的总和成正比 ,即与D0~D7口输入的二进制数成正比。
•DAC0832
•反馈电 阻 •外接放大器
转换电压
•即,转换电压正比于待转换的二进制数和参考电压
DAC的性能指标: 1、分辨率 通常将DAC能够转换的二进制的位数称为分辨率。 位数越多分辨率也越高,一般为8位、10位、12位、16位等
•参考程序如下:
INIT1: SETB IT1
;选择外部中断1为跳沿触发方式
SETB EA
;总中断允许
SETB EX1 ;允许外部中断1中断
MOV DPTR,#7FF8H ;端口地址送DPTR
MOV A,#00H
MOVX @DPTR,A;启动ADC0809对IN0通道转换
………
;完成其他的工作
•电路分析
➢ 由P2.0形成高8位地址(0xfe),与WR信号合成START/ALE正脉冲启动 ADC,与RD信号合成OE正脉冲输出转换数据;
➢ 启动IN0~IN7通道AD转换的命令的地址为:0xfef8,……,0xfeff。
➢ 读取AD结果的命令的地址为:任何高8位为0xfe的地址均可。
•电路分析
DAC2第1级地址: 1111 1101 …(0xfdff) DAC1和2第二级地址:1110 1111 …(0xefff)
例3参考程序
•语句DAOUT = num的作用只是启动DAC寄存器,传输什么数据都没关 系。
例3 运行效果 (多路D/A同步输出 )
•11.2 AT89S51与ADC的接口
第8章 AD和DA转换模块设计
#include<intrins.h> unsigned int a,b; sbit di=P3^7; sbit clock=P3^6; sbit cs=P3^5;
//移位函数头文件 //定义变量 //定义串行输入口 //定义时钟位 //定义片选位
/******************************************/ /* 延时子程序 */ /******************************************/ void delay(unsigned int z) { unsigned int x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=114;y>0;y--); } void _nop_(); //空操作 较短延时 /******************************************/ /* 主程序 */ /******************************************/ void main()
注:Vref+为加到 TLC1543 REF+端的电压,Vref-是加到 REF-端的电压
同时,串口也从DATAOUT端接收前一次转换的结果。它以MSD前导方式 DATAOUT输出,但MSB出现在DATAOUT端的时刻取决于串行接口时序。 TLC1543可以用6种基本串行接口时序方式,这些方式取决于I/0 CLOCK 的速度与CS的工作,如表8-2所示。
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Vcc EOC I/O CLOCK ADDRESS DATA OUT __ CS REF+ REFA10 A9
PIC单片机的AD和DA技术
§7.3 D/A转换技术
• D/A转换器(数模转换器)是把数字量转换成与之成一
定比例的模拟量的线性电路器件。
• 衡量一个D/A转换器的性能的主要参数有:分辨率、转
换时间、精度和线性度等。
• 主要朝着高精度、高速度、高可靠性和低功耗等方面
发展。
• 按分辨率分有八位、十位、十二位、十四位、十六位
几种;按接口形式分有串行与并行的;按芯片集成组 分有单路、双路、四路、八路。主要的厂家有AD公司、 MAXIM公司、TI公司、Linear Technology公司、 Intersil公司、Xicor公司、Cirrus公司等。
– 转换数据可以在SCLK脉冲串的作用下从DOUT 引脚逐位输出,数据输出的顺序为先高位后低 位。
• 在SCLK的下降沿,DOUT输出数据,在
SCLK的上升沿,数据稳定。
• 在SCLK信号为高电平期间单片机从DOUT引
脚上读数据。需要13个时钟脉冲下降沿来 传送12位数据元和一个导引位。
4 应用实例
• 旁路电容选择
– 推荐最低值是0.1μF. 如果基准的输出阻抗值较高 或是内含纹波等噪声,则紧靠于引脚REF旁安装 一个的旁路电容。
3 MAX187时序
• MAX187的接口时序
3 MAX187时序(续1)
• Max187转换和读数据操作由/CS和SCLK引
脚的数字输入信号控制。
• /CS的下降沿触发转换序列:
• ⑧等待A/D转换完成,读取转换结果
– 当启动A/D转换后,ADCON0<2>会一直保持高 电平,到转换结束自动跳到低电平。通过检测 这一位,判断A/D的转换状态。转换结束后可 以直接读取结果。
例片内RA0通道A/D转换
AD与DA转换器接口
24
1. ADC的主要参数
衡量一个ADC的性能的主要参数有: 1. 分辨率:指ADC能够转换成二 进制数的位数。 2. 转换时间:指从启动转换开始 到转换结束,得到稳定的数字输出量为 止的时间。 其它参数与DAC类似。
23
ADC按分辨率可分为:4位、6位、8位、10位、 12位、14度可分为: 超高速(转换时间≤330ns) 次高速(转换时间330ns~3.3us) 高速(转换时间<20us) 中速(转换时间20us ~330us ) 低速(转换时间>330us ) ADC按转换原理可分为 并行A/D、逐次逼近A/D、双积分A/D。
15
二、并行8位D/A转换芯片AD558及其接口
1、 AD558的内部结构框图
16
17
2、AD558与PC机的连接图
18
三、串行8位D/A转换器TLC5620
第一级缓冲 第二级缓冲
19
数据写入方式 (LDAC更新DAC输出)
数据写入方式 (LOAD更新DAC输出)
20
TLC5620 REFA REFB REFC DATA REFD CLK DACA LOAD DACB LDAC DACC DACD
13
MOV DX,300H MOV AL,0H L1:OUT DX,AL INC AL JNZ L1 MOV AL,0FFH L2:OUT DX,AL DEC AL JNZ L2 JMP L1
;8255A的A口 ;生成三角波
14
思考题: 1.编写完整的程序。 2.编写生成矩形波、三角波、梯形波、 正弦波以及锯齿波等程序
5
2、D/A转换器的连接特性 表示一个D/A 转换器连接特性的几个方面: 1. 数据缓冲能力。 2. 输入的数据宽度(分辨率)。 3. 输入码制。一般对单极性输出的DAC只能 接收二进制码或BCD码,而双极性输出的DAC只能 接收偏移二进制码或补码。 4. 输出模拟量的类型。有电流和电压两种类型 5. 输出模拟量的极性。有单极性和双极性两种
AD及DA实验报告
微机原理及接口技术之AD及DA实验一. 实验目的:1. 了解A/D芯片ADC0809和D/A芯片DAC0832的电气性能;外围电路的应用性搭建及有关要点和注意事项;与CPU的接口和控制方式;相关接口参数的确定等;2. 了解数据采集系统中采样保持器的作用和采样频率对拾取信号失真度的影响, 了解香农定理;3.了解定时计数器Intel 8253和中断控制器Intel 8259的原理、工作模式以及控制方式, 训练控制定时器和中断控制器的方法, 并学习如何编写中断程序。
4.熟悉X86汇编语言的程序结构和编程方法, 训练深入芯片编写控制程序的编程能力。
二. 实验项目:1. 完成0~5v的单极性输入信号的A/D转换, 并与实际值(数字电压表的测量值)比较, 确定误差水平。
要求全程至少10个点。
2.完成-5v~+5v的双极性输入信号的A/D转换, 并与实际值(数字电压表的测量值)比较, 确定误差水平。
要求全程至少20个点。
3.把0~FF的数据送入DAC0832并完成D/A转换, 然后用数字电压表测量两个模拟量输出口(OUT1为单极性, OUT2双极性)的输出值, 并与计算值比较, 确定误差水平。
要求全程至少16个点。
三. 仪器设备:Aedk-ACT实验箱1套(附电源线1根、通信线1根、实验插接线若干、跳线子若干);台式多功能数字表1台(附电源线1根、表笔线1付(2根)、);PC机1台;实验用软件: Windows98+LcaACT(IDE)。
四. 实验原理一)ADC0809模块原理1)功能简介A/D转换器芯片●8路模拟信号的分时采集●片内有8路模拟选通开关, 以及相应的通道抵制锁存用译码电路●转换时间为100μs左右2)内部结构ADC0809内部逻辑结构1图中多路开关可选通8个模拟通道, 允许8路模拟量分时输入, 共用一个A/D转换器进行转换, 这是一种经济的多路数据采集方法。
地址锁存与译码电路完成对A.B.C 3个地址位进行锁存和译码, 其译码输出用于通道选择, 其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出, 因此可以直接与系统数据总线相连。
第七章 AD 与 DA转换器
中北大学电子信息工程系
第七章 A/D 与 D/A转换器(A/D and D/A converter)
数 字 电 子 技 术
输入数字量位数越多,分辨率越高。所以,在实 际应用中,常用字量的位数表示D/A转换器的分辨率。 此外,也可用D/A转换器的最小输出电压与最大输出电 压之比来表示分辨率,N位D/A转换器的分辨率可表示 为 1/(2n-1)。 例如,n=10的D/A转换器的分辨率为 1/1023=0.000987 若Um=5V,则ULSB=5* 0.000987 =5mV。 分辨率还可以直接用输入数字量的位数来表示。
依次类推,这种方法产生的最大量化误差为 /2。
中北大学电子信息工程系
第七章 A/D 与 D/A转换器(A/D and D/A converter)
数 字 电 子 技 术 A/D转换器
中北大学电子信息工程系
第七章 A/D 与 D/A转换器(A/D and D/A converter)
数 字 电 子 技 术
2.转换速度 (1)建立时间(tset )——当输入的数字量发生 变化时,输出电压变化到相应稳定电压值所需时 间。最短可达0.1μS。 (2)转换速率(SR)——在大信号工作状态下 模拟电压的变化率。 3. 温度系数——在输入不变的情况下,输出模 拟电压随温度变化产生的变化量。一般用满刻 度输出条件下温度每升高1℃,输出电压变化的 百分数作为温度系数。
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第七章 A/D 与 D/A转换器(A/D and D/A converter)
2.集成D/A转换器
数 字 电 子 技 术 以国产5G7520为例,n=10。采用倒T型电阻译码网 络和CMOS模拟电子开关。反馈电阻RF=10K已集成在片 内,求和运算放大器A,基准电源(-10V—+10V)及模 拟开关的电源(+5V—+15V)均需外接。
AD和DA的工作原理
AD和DA的工作原理AD和DA的工作原理AD:模数转换,将模拟信号变成数字信号,便于数字设备处理。
DA:数模转换,将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。
具体可以看看下面的资料,了解一下工作原理: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、∑-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置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。
AD转换电路和DA转换电路
LE2
LE3
MSB
12位 相乘 型 D/A 转换 电路
LSB
10
14 UREF 13 Io2
Io1
11
Rf b
24 3
UCC
12
DAC1208
AD-DA转换器实例仿真
有一模数-数模转换电路如图,试根据不同转换频率, 仿真该电路
REF1=REF2=10V E Ovr
REF2
In 10sin4t
1
UR/2
+1
#
-1 N1
UR/4
d1
≥1
&
d0
AD转换器
集成A/D转换器ADC0809
启动 START CLK
IN7
8路 模拟 量输
入 IN0
3 位 ADDA 地址 ADDB
线 ADDC 地址锁 ALE 存允许
WR
8路 模拟 开关
地址 锁存 与 译码
控制逻辑与时序
-1
#
+1
SAR
开关树
三态输 出锁存 缓冲器
ADDA
UCC
+5V
ui7
IN7
REF(+)
…
……
REF(–)
ui0
IN0 GND
b)
DA转换器
D/A转换器的转换特性
对n位D/A转换器 ,设其输入是n位二进制数字输入信号 Din (d1,…dn), Din = d1x2-1+…+dnx2-n 如果D/A转换器的基准电压位UR,则理想D/A转换器的输 出电压U0可表示为 U0 = UR*Din
REF1
1
2
in Conv
ad转换器和da转换器
技术发展的挑战与机遇
挑战:提高转换精度和速度,降 低功耗和成本
挑战:解决高精度、高速度、低 功耗、低成本之间的矛盾
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机遇:物联网、人工智能、5G等 新兴技术的发展,为D/D转换器 带来新的应用场景和市场需求
机遇:新型材料、工艺和技术的 发展,为D/D转换器带来新的技 术突破和性能提升
技术发展的历程
1950年代:D转换器开 始出现,主要用于军事
和航天领域
1960年代:D转换器逐 渐普及,开始应用于工
业和医疗领域
1970年代:D转换器技 术快速发展,出现了多
种类型的D转换器
1980年代:D转换器技 术逐渐成熟,开始应用
于消费电子领域
1990年代:D转换器技 术进一步发展,出现了 高精度、高速度的D转
按照输出信号类型分类:单 端输出、差分输出等
按照应用领域分类:工业控 制、医疗电子、通信设备等
D转换器的工作原理
采样:将模拟信号转换为时间离散的信号 量化:将时间离散的信号转换为幅度离散的信号 编码:将幅度离散的信号转换为数字信号 滤波:消除量化噪声,提高转换精度
D转换器的应用场景
信号处理:将模拟信号转换为数字信号,便于处理和分析 通信系统:在通信系统中,将模拟信号转换为数字信号,便于传输和处理 传感器应用:将传感器采集的模拟信号转换为数字信号,便于处理和分析 音频处理:将模拟音频信号转换为数字信号,便于处理和分析
更快速度: D/D转换器的 速度不断提高, 以满足高速数 据传输和信号 处理的需求。
更低功耗: D/D转换器的 功耗不断降低, 以满足便携式 设备和物联网 设备的需求。
更小尺寸: D/D转换器的 尺寸不断缩小, 以满足便携式 设备和物联网 设备的需求。
第八章AD和DA转换器
VREF (dn-1 2 n-1 d n-2 2 n-22nd 121 d °20)U 0V REF(d n 1d n 22nd 1 21 d 0 20)10数模和模数转换器在数字系统的应用中,通常要将一些被测量的物理量通过传感器送到数字系统进行加工 处理;经过处理获得的输出数据又要送回物理系统, 对系统物理量进行调节和控制。
传感器 输出的模拟电信号首先要转换成数字信号,数字系统才能对模拟信号进行处理。
这种模拟量到数字量的转换称为模-数(A/D)转换。
处理后获得的数字量有时又需转换成模拟量,这种转 换称为数-模(D/A)变换。
A/D 转换器简称为 ADC 和D/A 转换器简称为 DAC 是数字系统和 模拟系统的接口电路。
一、D/A 转换器D/A 转换器一般由变换网络和模拟电子开关组成。
输入 n 位数字量D (=D n-i …D i D o )分别控制这些电子开关, 通过变换网络产生与数字量各位权对应的模拟量,通过加法电路输出与数字量成比例的模拟量。
1、倒T 型电阻网络D/A 转换器倒T 型电阻解码D/A 转换器是目前使用最为广泛的一种形式,其电路结构如图10.1.1 所示。
当输入数字信号的任何一位是“ 1”时,对应开关便将 2R 电阻接到运放反相输入端, 而当其为“ 0”时,则将电阻2R 接地。
由图7.2可知,按照虚短、虚断的近似计算方法,求 和放大器反相输入端的电位为虚地,所以无论开关合到那一边,都相当于接到了“地”电位 上。
在图示开关状态下,从最左侧将电阻折算到最右侧,先是 2R//2R 并联,电阻值为 R , 再和R 串联,又是2R , 一直折算到最右侧,电阻仍为 R ,则可写出电流I 的表达式为IV REFR只要V REF 选定,电流I 为常数。
流过每个支路的电流从右向左,分别为「、~2、「3、…。
21 22 23当输入的数字信号为“ 1”时,电流流向运放的反相输入端,当输入的数字信号为“ 0”时, 电流流向地,可写出I 的表达式12d n 1:d n 2在求和放大器的反馈电阻等于R 的条件下,输出模拟电压为U o RI 讯知1知2d12nd0)2、权电流型D/A转换器倒T型电阻变换网络虽然只有两个电阻值,有利于提高转换精度,但电子开关並非理想器件,模拟开关的压降以及各开关参数的不一致都会引起转换误差。
常用的AD和DA芯片汇总
常⽤的AD和DA芯⽚汇总1. AD公司 AD/DA 器件AD公司⽣产的各种模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)(统称数据转换器)⼀直保持市场领导地位,包括⾼速、⾼精度数据转换器和⽬前流⾏的微转换器系统(microConvertersTM )。
01带信号调理、1mW 功耗、双通道 16 位 AD 转换器:AD7705AD7705 是 AD 公司出品的适⽤于低频测量仪器的 AD 转换器。
它能将从传感器接收到的很弱的输⼊信号直接转换成串⾏数字信号输出,⽽⽆需外部仪表放⼤器。
采⽤Σ-Δ的 ADC,实现 16 位⽆误码的良好性能,⽚内可编程放⼤器可设置输⼊信号增益。
通过⽚内控制寄存器调整内部数字滤波器的关闭时间和更新速率,可设置数字滤波器的第⼀个凹⼝。
在 3V 电源和 1MHz 主时钟时, AD7705 功耗仅是 1mW。
AD7705 是基于微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)系统的理想电路,能够进⼀步节省成本、缩⼩体积、减⼩系统的复杂性。
应⽤于微处理器(MCU)、数字信号处理(DSP)系统,⼿持式仪器,分布式数据采集系统。
023V/5V CMOS 信号调节 AD 转换器:AD7714AD7714 是⼀个完整的⽤于低频测量应⽤场合的模拟前端,⽤于直接从传感器接收⼩信号并输出串⾏数字量。
它使⽤Σ-Δ转换技术实现⾼达 24 位精度的代码⽽不会丢失。
输⼊信号加⾄位于模拟调制器前端的专⽤可编程增益放⼤器。
调制器的输出经⽚内数字滤波器进⾏处理。
数字滤波器的第⼀次陷波通过⽚内控制寄存器来编程,此寄存器可以调节滤波的截⽌时间和建⽴时间。
AD7714 有 3 个差分模拟输⼊(也可以是 5 个伪差分模拟输⼊)和⼀个差分基准输⼊。
单电源⼯作( 3V 或 5V)。
因此,AD7714 能够为含有多达 5 个通道的系统进⾏所有的信号调节和转换。
AD7714 很适合于灵敏的基于微控制器或 DSP 的系统,它的串⾏接⼝可进⾏ 3 线操作,通过串⾏端⼝可⽤软件设置增益、信号极性和通道选择。
AD和DA接口功能的扩展
DA接口在模拟信号输出方面具有 很高的精度和稳定性,能够实现 多种模拟信号的输出。此外,DA 接口还具有低噪声、低失真和高 驱动能力等优点,能够满足各种 模拟信号输出需求。
扩展的必要性
随着科技的发展和应用的不断深 化,传统的AD和DA接口功能已 经无法满足某些高精度、高速和 复杂的应用需求。因此,对AD和 DA接口功能的扩展是必要的,以 提高数据采集、处理和传输的精 度和速度,以及增强模拟信号输 出的多样性和稳定性。
标准化与互操作性
为了更好地满足应用需求和提高设备之间的互操作性,未 来的AD和DA接口将更加注重标准化和互操作性。通过制 定统一的接口规范和技术标准,不同厂商的设备将能够更 好地实现互联互通,提高应用的灵活性和便利性。
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DA接口功能扩展方式一
增加通道数
01
通过增加DA接口的通道数,可以实现同时控制更多的模拟设备。
这有助于提高系统的灵活性和可扩展性。
增加采样率
02
提高DA接口的采样率可以减小转换误差,提高输出模拟信号的
精度和稳定性。
增加数据位数
03
增加DA接口的数据位数可以增加输出模拟信号的动态范围和分
辨率,提高信号质量。
03 DA接口功能扩展
DA接口概述
DA接口(Digital to Analog Interface)是一种将数字信号转换为模拟信号的接口。 它通常用于将计算机或其他数字设备产生的数字信号转换为模拟信号,以便在模拟 设备上使用。
DA接口的主要特点是能够将数字信号转换为连续变化的模拟信号,使得数字信 号能够被模拟设备理解和使用。
实时性和精度的需求
在许多应用领域,如音频处理、图像处理和控制系统等,需要高精度和高实时性的AD 和DA转换。
AD与DA转换实验详解
PwmOut(i);
j=100;
while(--j);
}
}
}
void Delay(uint16 ms)
{int i,j;
for(i=0;i<ms;i++)
for(j=0;j<100;j++);
}
仿真波形如右图所示:
2、设计程序,利用STC12C5A60S2单片机内部PCA模块产生PWM信号,经低通滤波后输出正弦波。
此外,CCAP1H(字节地址为FBH)和CCAP1L(字节地址为EBH)分别是PCA模块1捕捉/比较寄存器的高8位和低8位。在8位PWM模式下,当PCA计数器低8位(CL)的值小于CCAP1L时,PWM1引脚输出为低,大于或等于CCAP1L时,PWM1引脚输出为高;另外,当CL的值由FFH加到00H(溢出)时,CCAP1H的当前值自动加载到CCAP1L中,因此,程序只需对CCAP1H进行设定,即可在PWM1引脚稳定输出相应占空比的PWM信号。
void PwmInit()
{CMOD=0x08;
CCAPM1=0x42;
CR=1;
}
void PwmOut(uint8 Duty)
{CCAP1H=255-Duty;
}
void main()
{
int i,j;
PwmInit();
/*while(1)
{PwmOut(30);
Delay(800);
PwmOut(120);
ADC_CONTR&=~0x10;
return ADC_RES;
}
void UartInit()
{
TMOD=0x20;
TH1=TL1=0xFD;
PLC的AD模块和DA模块的应用
1、功能:接收模拟信号,并转换成数字量,可接收电流和电压两种输入信号。
2、性能指标:4输入通道,12位分辨率。
3、信号范围:-10~+10V;4~20mA;或-20~20mA。
4、共有32个16位的缓冲存储器(BFM),用来与主单元交换数据。
5、共占用扩展总线8个点。
三种模拟输入信号及其分辨率:分辨率:1、通道选择:2、增益和偏移量调整:4、指定增益和偏移量调整通道号:3、增益和偏移量调整禁止或允许:5、模块状态信息BFM#29:6、模块识别码BFM#30:模块位置号模块BFM 号只读一个单元,读到D4中平均采样数初始化通道,通道1、2为电压输入,3、4关闭16位故障信息保存到M10~M25中BFM#5、6的值即通道1、2采样平均值分别读入D0、D1FROM设置通道全为电压输入允许设置偏移和增益先复位被调整通道号延时等待写入缓冲区偏移为0增益值2500,即数字量1000时对应电压2.5V调整通道1的偏移和增益延时等待写入缓冲区禁止偏移和增益调整•1、功能:接收数字信号,并转换成等价的模拟信号,可输出电流和电压两种输出信号。
•2、性能指标:4输出通道,12位分辨率。
•3、信号范围:-10~+10V;4~20mA;或0~20mA。
•4、共有32个16位的缓冲存储器(BFM),用来与主单元交换数据。
•5、共占用扩展总线8个点。
配线三种模拟输出信号及其分辨率:分辨率:1、通道选择:2、增益和偏移量调整:5、模块状态信息BFM#29:6、模块识别码BFM#30:模块BFM号只读一个单元,读到D4中D0-D4值写入BFM1-4初始化通道,通道1、2为电压输出,3、4为电流输出16位故障信息保存到M10~M25中模块工作正常模块BFM号只读一个单元,读到D4中D0-D4值写入BFM1-4初始化通道,通道1、2为电压输出,3、4为电流输出16位故障信息保存到M10~M25中模块工作正常。
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引言
D/A(Digital to Analog )转换器
A/D (Analog to Digital)转换器
1
D/A转换、A/D转换的应用
传感器 (温度、压力、 流量、应力等) 模 拟 传感器 A/D 转换器 计算机进行数字处理 (如计算、滤波)、 数据保存等 数字控制 计算机 D/A 转换器 用模拟量作为控 制信号
0 0 1 0 1 0 1 0
0 1 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 1 0 1
0 2 4 8 12 9 6 3
0
t
17
A/D转换器
概述 1. A/D功能: 能将模拟电压成正比地转换成对应的数字量。
输入模拟电压
I
输出数字量
ADC
Dn~D0
A/D转换器要将时间上连续,幅值也连续的模拟量转换为 时间上离散,幅值也离散的数字信号,它一般要包括取样, 保持,量化及编码4个过程。
模拟 控制器
工业生产过程控制对象
ADC和DAC已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。
2
D/A 转换器概述 1、DAC的功能: 将数字量成正比地转换为与之对应的模拟量。 (设D/A转换器的输入数字量为 n位)
4位
8位 n= 10位 1位 16位等
数字量 n位 DAC
模拟量
0~5V或 0~10V等
3
D/A 转换器概述
令:
n 1 VREF Rf i K n , N B ( Di 2 ) 2 R i 0
(1.3)
则
O = – K NB
(1.4)
上式表明,在电路中输入的每一个二进制数NB,
9
均能得到与之成正比的模拟电压输出。
倒T形电阻网络D/A转换器
为提高D/A转换器的精度,对电路参数的要求: (1) 基准电压稳定性好; (2) 倒T形电阻网络中R和2R电阻比值的精度要高; (3) 每个模拟开关的开关电压降要相等;
i i i
6
倒T形电阻网络D/A转换器 2. 工作原理:
Rf (LSB) D0 D1 D2 (MSB D3 ) i –
A
+ S0 S1 S2 S3
O
2R
2R
I0
R
2R
I1
R
2R
I2
R
2R
I3
I
流入运放的总电流:
i = I0 + I1 + I2 + I3
+VREF
I I I I D0 3 D1 2 D2 1 D3 24 2 2 2 VREF 3 VREF D0 D1 D2 D3 ( 4 3 2 1) 4 ( Di 2i ) 2 R i 0 R 2 2 2 2
(4)为实现电流从高位到低位按2的整数倍递减,模拟开关 的导通电阻也相应地按2的整数倍递增。
为进一步提高D/A转换器的精度,可采用权电流型D/A转换器。
10
权电流型D/A转换器
(LSB) D0 D1 D2 (MSB) D3 i Rf
电 路
S0 S1 S2 S3
– +
O
I 16
–VREF
I 8
I 4
237 25.5 23.607421875 256
(V)
15
例2
ROM 和D/A在波形发生器中的应用 计 数 器
3 ROM 4 D/A
CP 计数脉冲
o
送示波器
A2 A1 A0
0 0 0 0 1 1 1 1
16
D3 D2 D1 D0
0 0 0 1 1 1 0 0
D/A
0 2 4 8 12 9 6 3
11
在恒流源电路中,各支路权电流的大小均不受开关导通电阻和压降 的影响,这样降低了对开关电路的要求,提高了转换精度。
D/A转换器的输出方式
8位D/A转换器在单极性输出时的输入/输出关系(实际) Vref满量程电压
D7 D0 D6 D5 D4 D3 D2 D1
模拟量
255 ) 256
129 ) 256
编码
•量化后的数值最后还需通过编码过程用一个代码表示出来。 经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量。
20
A/D转换的一般工作过程
(1)量化及量化误差
•量化过程中所取最小数量单位称为量化单位用表示。它是 数字信号最低位为1时所对应的模拟量,即1LSB。任何一个 数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数倍。 •在量化过程中由于采样电压不一定能被整除,所以量化前后 不可避免地存在误差,此误差我们称之为量化误差,用表示。
+ –
3VREF/15
15 1
3
VREF
> C1
+ – C7 C07 1D Q I7
R V VREF/15
15 REF
输入模 拟电压
24
> C1
R/2
电压比较器
I
CP
并行比较型A/D转换器
工作原理
R
13 15
VREF + – C1
vO
C01
0
1D
Q
13VREF/15 11VREF/15
15 11
特点: 转换速度慢,转换时间:几百s ~几ms,但抗干扰 能力最强。
23
并行比较型A/D转换器
电路组成
VREF R
13 15
精密参 考电压
D触发器
+ – C1 C01 1D Q I1
13VREF/15
11 15
VREFBiblioteka > C1+ – C2 C02 1D Q I2
R
11VREF/15
VREF
> C1
基准电压
n 位数字 量输入
数码 寄存器
n 位模 拟开关
解码 网络
求和 电路
模拟量 输出
• 电阻网络
• 模拟电子开关 • 求和运算放大器
5
倒T形电阻网络D/A转换器
1、原理电路
输入4位二进制数
(LSB) (MSB) D1 D2 D3 i – + vO
求和运算放大器
Rf
模拟电子开关
D0
电阻网络
2R 2R
VREF
> C1
+ – C2 C02
0
Q
I1
R VREF
0
vi 0
Q I2
1D
> C1
R + – C3 C03
0
1D
9VREF/15
R
I3
> C1
+ – C4 C04
0
Q I4
1
7VREF/15
R
1D
> C1
+ – C5
1
Q I5
优 先 编 码 器
D0 (LSB
0
D1
)D0
0 1
1
C05 1D
D2 (MSB)
O i Rf
8
(1.2)
倒T形电阻网络D/A转换器 2. 工作原理:
4 位倒T形电阻网络DAC的输出模拟电压: Rf VREF 3 O i Rf 4 ( Di 2i ) (1.2) R 2 i 0 推广到 n 位倒T形电阻网络DAC,有:
VREF Rf n 1 i O n ( Di 2 ) 2 R i 0
vI
3VREF /15 vI 5VREF/15 5VREF/15 VREF/15 vI 3VREF/15
CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 D2 D1 D0
0
5VREF/15
R V 3VREF/15
15 3 REF
> C1
1
Q I6
+ – C6
1
C06 1D
> C1
+ – C7
1 I7的优先级最高
Q I7
R V VREF/15
15 1 REF
1 C
07
1D
> C1
1
R/2
25
I
VI=8VREF/15
CP
并行比较型A/D转换器
根据各比较器的参考电压值,可以确定输入模拟电压值与 各比较器输出状态的关系。比较器的输出状态由D触发器存 储,经优先编码器编码,得到数字量输出。
+ – C3 C03 1D Q I3 D0 (LSB )D0
R
9VREF/15
R
> C1
+ – C4 C04 1D Q I4
精密电阻 网络(23 个电阻)
7VREF/15
R
> C1
+ – C5 C05 1D Q I5
优 先 编 码 器
输出 数字 量
D1
5VREF/15
R
D2 (MSB)
0
> C1
C06 C6 1D Q I6
1 ) 256
0 ) 256
D/A转换器的主要技术指标
转换精度 :通常用分辨率和转换误差来描述。 分辨率:其定义为D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等 级数。实际应用中往往用输入数字量的位数表示D/A转换器 的分辨率。 分辨率也可以用能分辨的最小输出电压与最大输出电压之比
给出。n位D/A转换器的分辨率可表示为
I 2
Di =1时,开关Si接运放 的反相端; Di= 0时,开关Si接地。
v0 i R f R f (
I I I I D3 D2 D1 D0 ) 2 4 8 16
I Rf ( D3 23 D2 22 D1 21 D0 20 ) 24 3 I 4 Rf Di 2i 采用恒流源电路后对提高转换精度有什么好处? 2 i 0