微机原理第12章-DA与AD转换接口
计算机系统结构课件-AD DA转换器接口
⑧EOC：转换结束状态信号。EOC=0，正在进行转 换；EOC=1，转换结束。该状态信号既可作为查 询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。
③中断方式 把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断 请求信号，以中断方式进行数据传送。
MOV DPTR，#0000H MOVX A， @DPTR
；选中通道0 ；信号有效，输出转
换后的数据到A累加器
四、任务实施 1、 硬件设计 数字电压表硬件设计如图6-6所示。U1为单 片机AT89C51,U3为A/D转换器AD0808，采用的 是共阳极数码管显示，四个数码管的片选为 P2.0、P2.1、P2.2、P2.3，低电平为选中，段 码从P0口输出。
LJMP
INT_T0
；存放段码 ；定义ADC0808时钟位
START:
MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV SETB WAIT: SETB CLR
LED_0,#00H LED_1,#00H LED_2,#00H DPTR,#TABLE TMOD,#02H TH0,#245 TL0,#00H IE,#82H TR0 CLR ST ST ST
SJMP CPL
RETI MOV MOVC CLR MOV LCALL
SETB MOV MOVC CLR MOV
DISP WAIT CLOCK
A,LED_0 A,@A+DPTR P2.3 P0,A DELAY P2.3 A,LED_1 A,@A+DPTR P2.2 P0,A
【实用】DA和AD转换器接口PPT文档
线性度（Linearity）
线性度是指ADC的实际转换特性曲线和理想 直线之间的最大偏移差。
转换时间（Conversion Time）
从发出启动转换开始直至获得稳定的二进代 码所需的时间称为转换时间，转换时间与转换 器工作原理及其位数有关，同种工作原理的转 换器，通常位数越多，其转换时间越长。
量程(满刻度范围——FULL Scale Range) 量程是指输入模拟电压的变化范围。例如某转换器具有10V 的单极性范围或-5～+5V的双极性范围。则它们的量程都为 10V。满刻度只是个名义值，实际的A/D，D/A转换器的最大 输出值总是比满刻度值小1/2n，n为转换器的位数。例如12 位的A/D转换器，其满刻度值为10V，而实际的最大输出值 为:
MOV DPTR , #7FFFH
MOVX @DPTR,A
;完成12位D/A转换
在10位DAC芯片与8位单片机之间接入两个锁存器，锁存器A锁存10位数据 中的低8位，锁存器B锁存高2位。单片机分两次输出数据，先输出低8位数 据到锁存器A，后输出高2位数据到锁存器B。设锁存器A和锁存器B的地址 分别为002CH和002DH，则执行下列指令后完成一次D/A转换：
双缓冲方式的接口与应用
在多路D/A转换的情况下，若要求同步转换输出，必 须采用双缓冲方式。DAC0832采用双缓冲方式时，数字量 的输入锁存和D/A转换输出是分两步进行的。
第一， 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寄存器中。
第二，CPU对所有的D/A转换器发出控制信号，使各路 输入寄存器中的数据进入DAC寄存器，实现同步转换输出。
D/A转换器的主要技术指标
杭电微机原理AD转换DA转换实验实验报告
微型计算机原理与接口技术实验报告班级：学号：姓名：指导老师：朱亚萍实验名称： A/D转换实验D/A转换实验（一）D/A转换实验（二）实验一A/D转换实验一、实验目的了解模/数转换基本原理，掌握ADC0809的使用方法。
二、实验内容利用实验系统上电位器提供的可调电压作为0809模拟信号的输入，编制程序，将模拟量转换为数字量，通过数码管显示出来。
三、实验接线图图 1-1四、编程指南1. ADC0809的START端为A/D转换启动信号，ALE端为通道选择地址的锁存信号，实验电路中将其相连，以便同时锁存通道地址并开始A/D采样转换，其输入控制信号为CS和WR，故启动A/D转换只须如下两条指令：MOV DX, ADPORT OUT DX, AL ;ADC0809端口地址;发CS和WR信号并送通道地址2.用延时方式等待A/D转换结果，使用下述指令读取A/D转换结果：MOV DX, ADPORTIN AL, DX;ADC0809端口地址五、实验程序框图图 1-2六、实验步骤1.断电连接导线, 将0809 CS4插孔连到译码输出FF80H插孔，将通道0模拟量输入端IN0连电位器W1的中心插头AOUT1(0－5V)插孔,8MHZ→T；2. 在PC机和实验系统联机状态下，新建实验程序，编辑完成后进行保存（保存后缀为.asm文件）；3. 编译下载；4. 全速运行，运行程序；5. 按RST键退出。
七、实验程序DATA SEGMENTBUF DB 6 DUP(0)DATA1: DB0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,DB 92h,82h,0f8h,80h,90h,DB88h,83h,0c6h,0a1h,86h,DB8eh,0ffh,0ch,89h,0deh,DB0c7h,8ch,0f3h,0bfh,8fhDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS: CODE,DS: DATAADC EQU 0FF80H; ADC0809端口地址PA EQU 0FF20HPB EQU 0FF21HPC EQU 0FF22H MAIN PROC FAR START: MOV AX, DATA MOV DS, AXMOV ES, AX ADC_S:MOV AX, 00HMOV DX, ADCOUT DX, ALMOV CX, 0500H DELAY:LOOP DELAYMOV DX, ADPORT IN AL, DXCALL CONVERS CALL DISPJMP ADC_S MAIN ENDPCONVERS PROC NEARMOV AH, AL3.循环不断采样A/D转换的结果，边采样边显示A/D转换后的数字量。
AD、DA转换接口
A/D、D/A转换接口模/数、数/模转换技术在数字测量和数字控制技术中非常重要。
本章着重从应用角度分析几种典型的A/D，D/A电路芯片及与8031的接口逻辑以及相应的程序设计。
9-1 数模D/A转换器DAC08329.1.1 DAC0832芯片的结构原理一、芯片结构DAC0832是CMOS工艺制造的8位单片D/A转换器，芯片采用的是双列直插封装结构。
二、功能特点1、分辨率为8位。
2、只需在满量程下调整其线性度。
3、可与所有的单片机或微处理器直接接口，也可单独使用。
4、电流稳定时间1ms。
5、可以双缓冲(速度快)，单缓冲可直通数据输入。
6、低功耗，200mW。
7、 逻辑电平输入与TTL 兼容。
8、 单电源供电（+5V 或+15V ）。
三、引脚功能1、 DI0～DI7：8位数字量数据输入端（内部为8位数据寄存器）。
2、 AGND ：模拟信号输出的接地端。
3、 DGND ：数字信号输入的接地端。
4、 1OUT I 、2OUT I ：模拟电流信号输出端，1OUT I 与2OUT I 的和为常数且1OUT I 与DAC 寄存器的内容线性变化。
5、 CC V ：工作电源。
6、 BF R ：反馈信号输入端。
芯片内已有反馈电阻。
在片外一般接运放的输出端。
7、 REF V ：基准电压输入端。
（由外部电路提供的，可在-10V ～+10V 内选取）8、 ILE ：数据锁存允许信号输入端，高电平有效。
9、 CS ：8位数据寄存器的选通信号输入端，低电平有效。
10、1WR ：输入寄存器写选通信号输入端，低电平有效。
11、2WR ：DAC 寄存器写选通信号输入端，低电平有效。
12、XFE R ：数据转移控制信号输入端，低电平有效。
13、1LT 、2LT ：为内部两个寄存器的输入锁存端。
⑴ 当1LT =ILE 〃CS 〃1WR =0时，8位输入寄存器的输出跟随输入变化； 当1LT =ILE 〃CS 〃1WR =1时，数据锁存在输入寄存器中，不再变化。
微机原理AD DA转换实验
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．实验内容：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．实验仪器：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．实验接线和实验原理本实验由实验箱提供现成的电路模块，需手工连接的线路如下：模拟输入部分有8路多路开关，可由3位地址输入A0、A1、A2的不同组合来选择（这三条地址信号可所存）。
主体部分是采用逐次逼近式的A/D转换电路，由CLK信号控制内部电路的工作，由START信号控制转换开始。
转换后的数字在内部锁存，然后输出。
其中START为启动命令，高电平有效。
由它启动以上芯片的A/D转换过程。
当转换完成，输出信号EOC低电平有效。
微机原理与嵌入式接口技术DA与AD转换技术
在微机原理与嵌入式接口技术中，DA 转换技术是实现数字系统与外部环境 交互的关键环节，广泛应用于音频、 视频、通信等领域。
DA转换器的分类及工作原理
分类
根据输出信号的形式，DA转换器可分为 电压输出型和电流输出型；根据转换方 式，可分为并行DA转换器和串行DA转换 器。
VS
工作原理
DA转换器接受数字输入信号，通过权电 阻网络、R-2R梯形网络或电流源等方式 ，将数字量转换为模拟量输出。其中，权 电阻网络型DA转换器利用不同权值的电 阻网络来实现数字量到模拟量的转换；R2R梯形网络型DA转换器采用R和2R两种 阻值的电阻构成梯形网络，降低了电阻的 精度要求；电流源型DA转换器则是通过 控制电流源的开关状态，将数字量转换为 模拟电流输出。
应用的学科。
微机原理涉及计算机硬件与软件 的交互，是计算机科学与技术的
重要基础。
通过学习微机原理，可以了解计 算机内部运算、存储、控制等基
本功能实现。
嵌入式接口技术定义
嵌入式接口技术是研究如何将 微型计算机与其他硬件设备进 行有效连接和通信的技术。
嵌入式接口技术涉及硬件电路 设计、接口协议制定、驱动程 序开发等方面。
AD转换技术，也称为模拟-数字转换技术，是将模拟信号转 换为数字信号的过程，以实现在数字系统中进行处理和分析 。这项技术在嵌入式系统、通信系统、自动化系统等领域具 有广泛应用。
转换过程
AD转换过程主要包括采样、量化和编码三个环节。采样环节 对连续时间的模拟信号进行离散化采样；量化环节将采样得 到的模拟信号量化为近似值；编码环节将量化后的信号转换 为数字编码。
DA转换器的性能指标与选型
性能指标
• 分辨率：表示DA转换器能识别的最小数字输入量，通常以位数表示。
微机原理与接口技术实验报告
微机原理与接口技术实验报告实验目的，通过本次实验，掌握微机原理与接口技术的基本知识，了解并掌握微机接口技术的应用方法。
实验仪器与设备，微机实验箱、接口卡、示波器、电源等。
实验原理，微机接口技术是指微机与外部设备进行数据交换的技术。
它是微机与外部设备之间的桥梁，通过接口技术可以实现微机与外部设备之间的数据传输和通信。
实验内容与步骤：1. 实验一，串行通信接口实验。
a. 将串行通信接口卡插入微机实验箱的接口槽中；b. 连接示波器和外部设备，并进行数据传输测试；c. 观察并记录数据传输的波形和数据传输情况。
2. 实验二，并行通信接口实验。
a. 将并行通信接口卡插入微机实验箱的接口槽中；b. 连接外部设备，并进行数据传输测试；c. 观察并记录数据传输的情况。
3. 实验三，AD转换接口实验。
a. 将AD转换接口卡插入微机实验箱的接口槽中；b. 连接外部模拟信号源，并进行模拟信号转换测试；c. 观察并记录模拟信号转换的波形和数据传输情况。
实验结果与分析：1. 串行通信接口实验结果分析：通过实验发现，在串行通信接口实验中，数据传输的波形稳定，数据传输速度较快，适用于对数据传输速度要求较高的应用场景。
2. 并行通信接口实验结果分析：在并行通信接口实验中，数据传输稳定，但数据传输速度相对较慢，适用于对数据传输速度要求不高的应用场景。
3. AD转换接口实验结果分析：经过实验发现，AD转换接口可以将模拟信号转换为数字信号，并且转换精度较高，适用于对信号转换精度要求较高的应用场景。
实验总结与展望：通过本次实验，我们深入了解了微机原理与接口技术的基本知识，掌握了串行通信接口、并行通信接口和AD转换接口的应用方法。
同时，也发现不同接口技术在数据传输速度、稳定性和精度方面各有优劣，需要根据实际应用场景进行选择。
未来，我们将继续深入学习和探索微机接口技术的应用，为实际工程项目提供更好的技术支持。
结语：通过本次实验，我们对微机原理与接口技术有了更深入的了解，实验结果也验证了接口技术在数据传输和信号转换方面的重要作用。
微机原理与接口技术_10 AD和DA转换
• 4．转换时间和转换率
• 转换时间指完成一次A/D转换所需的时间，即从启动信号 开始到转换结束、得到稳定数字量的时间。转换率是指转 换时间的倒数。
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10.1.3 典型芯片ADC0809
• ADC0809是一种8路模拟输入8路数字输出的逐次比较型 A/D转换器。目前在8位单片机系统中有着广泛的使用。
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• 2．引脚功能
• 各引脚功能如下。
– REFOUT：内输入端，该信号输入端与REFOUT配合，用
于满刻度校准。
– BIP：偏置电压输入，用于调零。 – DB11～DB0：12位二进制数的输出端。 – STS：“忙”信号输出端，高电平有效。当其有效时，表示正
在进行A/D转换。
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• 3．特性参数
– （1）分辨率：12位A/D转换芯片，也可以用作8位A/D转换。
– （2）转换时间：25s，若转换成12位二进制数，可以一次读 出，也可分成两次读出，即先读出高8位后读出低4位。
– （3）工作温度：0℃～70℃。 – （4）功耗：390mW。
• 对输入Vin，理想转换码为
N＝
Vin－VRE（F －） × VRE（F ＋）－VRE（F －）
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• 4．特性参数
– （1）分辨率为8位。 – （2）最大不可调误差是±1LSB。 – （3）单电源＋5V。 – （4）可锁存三态输出，输出与TTL电平兼容。 – （5）当用＋5V电源供电时，模拟输入电压范围为0～5V。 – （6）温度范围－40℃～＋85℃。 – （7）功耗为15mW。 – （8）转换速度取决于芯片的时钟频率，其时钟频率范围为
微机原理第12章-DA与AD转换接口
下面举例说明如何编写A/D转换程序。
例
编写图12.8中的A/D转换程序，具体要求如下： ① 顺序采样IN0~IN7 8个输入通道的模拟信号; ② 结果依次保存在ADDBUF开始的八个内存
单元中; ③ 上述采样每隔100ms循环一次。设DELAY
是一延时100ms子程序。
分析：（1）模拟输入通道IN0~IN7由A0~A2决定其端口 地址，分别为300H~307H，与IOW相配合， 可启动ADC0809进行转换；
DAC0832采用单缓冲方式 与CPU的连接如图12.4所示。
D0~D7
D0~D7
VREF
+5V
CS
WR1
RFB
WR A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9
10K
+5V
O1 20H O2 O3 O4 O5 O6 O7
O8
WR2 DGND
ILE
;启动A/D转换，AL可为
;任意值
PUSH DX
;保存通道地址
MOV DX，308H
;取查询EOC状态的端口
;地址
WAIT： IN AL，DX
;读EOC状态
TEST AL，80H
;测试A/D转换是否结束
JZ WAIT
;未结束，则跳到WAIT
;处
MOV DX，300H
IN AL，DX MOV [DI]，AL INC DI POP DX INC DX LOOP LOOP1 CALL DELAY
5. 相对精度
对于A/D，指的是满度值校准以后，任一数字输出所对 应的实际模拟输入值（中间值）与理论值（中间值）之差。 例如，对于一个8位0~+5V的A/D转换器，如果其相对误差 为1LSB，则其绝对误差为19.5mV，相对误差为0.39%。
微机原理与嵌入式接口技术DA与AD转换技术
微机原理具有通用性、高效性、模块化等特点，广泛应用于各个领域。
微机原理的重要性
掌握微机原理有助于 理解计算机的工作原 理，提高信息处理能 力。
掌握微机原理可为后 续学习和工作打下坚 实的基础。
微机原理在嵌入式系 统、数字信号处理等 领域的应用尤为广泛 。
微机原理的历史与发展
微机原理的历史
高度集成
嵌入式接口技术将继续朝着高度集成的方向 发展，实现更小尺寸、更低功耗、更高性能 的硬件和软件系统。
人工智能
嵌入式接口技术将逐渐融入人工智能技术，实现更 智能化的应用，如机器学习、深度学习等。
物联网
嵌入式接口技术将与物联网技术深度融合， 实现更广泛的应用场景，如智能城市、智能 交通等。
DA转换技术
要点二
特点
高分辨率、低噪声、线性度好、稳定性和可靠性高、 体积小、重量轻等。
AD转换技术的应用范围
工业自动化控制
通过AD转换将模拟信号转换 为数字信号，实现精确控制 。
音频处理
将模拟音频信号转换为数字 信号用于将生理信号 （如心电信号、血压信号等 ）转换为数字信号，便于分 析和处理。
微机原理与嵌入式接口 技术da与ad转换技术
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目录
• 微机原理概述 • 嵌入式接口技术 • DA转换技术 • AD转换技术 • DA与AD转换技术的应用案例 • DA与AD转换技术的未来展望
微机原理概述
01
微机原理的定义与特点
微机原理的定义
微机原理是研究计算机的基本构成、工作原理以及信息处理的一门学科。
数字信号处理
在数字信号处理系统中，DA转换器用于将处理后的数字信号转换 为模拟信号，以实现系统的实时输出。
微机原理与嵌入式接口技术DA与AD转换技术
06
DA与AD转换技术的发展趋势
DA与AD转换技术的发展现状
基于模拟电路的DA转换器和AD转换器已经非常成熟，广 泛应用于各种领域。
基于数字信号处理（DSP）技术的DA转换器和AD转换器 逐渐成为主流，可以实现高精度、高速的数据转换。
DA与AD转换技术的未来发展方向
1
基于现场可编程门阵列（FPGA）的DA转换器 和AD转换器逐渐成为研究热点，可以实现更加 灵活、高效的数据转换。
02
在音频和视频处理领域，AD转换器可以实现模拟信号的数字化转换，将模拟信 号转换为数字信号进行数字音频和视频处理。
03
在医疗和科学仪器领域，DA转换器和AD转换器可以实现信号的转换和处理， 用于各种医疗和科学仪器的数字化改造和升级。
THANKS
感谢观看
模拟音频信号。
02
控制系统
在控制系统中，DA转换器可以将数字控制信号转换为模拟信号，对
被控对象进行控制。
03
数据采集
在数据采集系统中，DA转换器可以将计算机输出的数字信号转换为
模拟信号，对信号进行调理和处理。
04
AD转换技术
AD转换器的原理与特点
逐次逼近型AD转换器
通过逐次比较，从高位到低位逼近的方式实现模拟信号到数字信号的转换， 具有精度高、稳定性好等特点。
嵌入式接口技术中的DA与AD转换技术是实现各种传感器和执行器与计算机之间数据转换 的重要手段，未来将得到更广泛的应用和发展。
03
DA转换技术
DA转换器的原理与特点
DA转换器原理
DA转换器是数字模拟转换器，将数字信号转换为模拟信号，通常由电阻网络、运 算放大器和参考电压源组成。
DA转换器特点
第12章 DA转换器和AD转换器
五.集成D/A转换器CAD7524 集成D/A转换器CAD7524 D/A转换器CAD
采用CMOS工艺，电源电压：+5V～+15V8位 采用CMOS工艺，电源电压：+5V～+15V8位 CMOS工艺 并行D/A转换器。它采用倒T型电阻网络、 D/A转换器 并行D/A转换器。它采用倒T型电阻网络、 CMOS电子开关、并含有一个数据锁存器和 CMOS电子开关、 电子开关 运放的反馈电阻R 运放的反馈电阻Rf。 一般的集成D/A转换器不包含求和运算放 一般的集成D/A转换器不包含求和运算放 D/A 大器，使用时需外接运算放大器。 大器，使用时需外接运算放大器。
=0V时 T2时刻积分器输出电压uO=0V时 UREF 、 T1 是定值， 所以uI∝T2=λTC （ λ 为 0 ～ T2 时间 是定值 ， 所以 u 内计数器所计脉冲个数） 内计数器所计脉冲个数） 正比于λ uI正比于λ，即输出数字量正比于输入模拟量
注意：双积分A/D转换器的参考电压必须与被转换电压 注意：双积分A/D转换器的参考电压必须与被转换电压 A/D 极性相反
表明实际输出数字量和理论计算出数字量之间的误差不大于最低位1的一半通常以相对误差的形式给出通常以相对误差的形式给出表示ad表示3转换时间所需要的时间完成一次模拟量到数字量之间的转换表122三种ad转换器性能比较类型项目全并行逐次逼近型型主要特点超高速中速中精度高精度分辨率610位816位1624位转换时间转换时间几十ns几十ns几几十s几几十s几几十ms几几十ms采样率几十msps几十几百ksps几十ksps功耗高低中使用场合超高速视频处理数据采集工业控制音频处理数字仪表
2.A/D转换器类型： 2.A/D转换器类型：直接型和间接型两大类 转换器类型 直接型：并行A/D转换器、计数型A/D转换器、 直接型：并行A/D转换器、计数型A/D转换器、 A/D转换器 A/D转换器 逐次逼近型A/D A/D等 逐次逼近型A/D等 间接型：单积分A/D转换器、双积分 间接型：单积分A/D转换器、 A/D转换器 A/D转换器 四重积分A/D 转换器、 A/D转换器等 A/D转换器、四重积分A/D转换器等
微机原理-第12章 AD、DA转换
12
图12-5
13
而要输出的12位是存储在两个相邻的单元内： 地址 数据位 A D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A+1 × × × × D11 D10 D9 D8 A+2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A+3 × × × × D11 D10 D9 D8 ×为无用的位。
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第十二章 (A/D)转换和(D/A)转换接口
AND AL,20H ；提取D5，屏蔽其他位 JZ OK MOV AL,DH NOT AL AND AL,DL MOV DL,AL OK: RR DH MOV AL,DL DEC CL JNZ AGAIN DONE: HALT ；条件D5=0是否成立（Vc较小），成立则去OK ；Vc较大，则取出和值 ；AL=0111 1111 ；DL=80H，则AL=0 ；将按位与结果存入DL，DL=0，DL为最终和值（是否 保留试探值的和值） ；不带进位的循环右移，DH=40H ；存新的试探值，DL中存的是之前的和值。 ；循环次数减1 ；循环未完，转移去AGAIN
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第十三章 (A/D)转换和(D/A)转换接口
一、数模(D/A)转换接口
（一）、 CPU与 8位 D/A芯片的接口
1. 典型D/A转换芯片
由于 CPU要进行各种信息的加工处理，它的数据总线
上的数据是不断地改变的，它输出给D/A的数据只在输出
指令的几个微秒中出现在数据总线上。 所以，必须要有一个锁存器，把CPU输出给D/A转换的 数据锁存起来，直至输送新的数据为止。一个最简单的 D/A芯片与CPU的接口电路如图12-1所示。
微型计算机原理及应用第12章AD及DA转换综述
第3种方法是使输入寄存器和DAC寄存器同时处于受控 的锁存器状态。 10
2.1 8位数模转换器DAC0832
11
2.1 8位数模转换器DAC0832
单缓冲方式连接如下图所示，将数据区BUFF中的数据转换为模 拟电压输出的程序如下。
12
2.1 8位数模转换器DAC0832
stack stack data BUF COUNT data code start segment stack stack dw 32 dup(0) ends segment DB 23，45，67，…… EQU $-BUF ends segment proc far …… MOV BX，OFFSET BUF MOV CX，COUNT MOV DX，380H MOV AL，[BX] OUT DX，AL INC BX LOOP AGAIN …… end start
17
2.1 8位数模转换器DAC0832 例2 用DAC0832控制绘图仪 X-Y绘图仪由X、Y两个方向的电机驱动，其中一个电
机控制绘图笔沿X方向运动,另一个电机控制绘图笔沿Y方 向运动，从而绘出图形。因此对X-Y绘图仪的控制有两点 基本要求：一是需要两路D/A转换器分别给X通道和Y通道 提供模拟信号，二是两路模拟量要同步输出。
35
3 模数转换器ADC及其与微型计算机的接口
各种型号的ADC芯片都具有如下的信号线：数据输出线 D0～D7(8位ADC)，启动A/D转换信号SC与转换结束信号EOC。 首先计算机启动A/D转换；转换结束后，ADC送出EOC信 号通知计算机；计算机用输入指令从ADC的数据输出线D0～D7 读取转换数据。 ADC与微型计算机的接口就是要正确处理上述3种信号 与微型计算机的连接问题。 ADC 的数据输出端的连接要视其内部是锁存器还是三态 输出锁存缓冲器。若是三态输出锁存缓冲器，则可直接与微 型计算机的数据总线相连；若是锁存器，则应将其数据输出 端通过三态缓冲器与数据总线相连。
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图12.7 ADC0809的引脚图
二、ADC0809与CPU的连接
ADC0809与CPU的连接，主要是正确处 理数据输出线（D0~D7），启动信号START 和转换结束信号EOC与系统总线的连接问题。
图12.8给出了ADC0809与CPU的典型连接图。
308H~30FH
≥1
+5V 1 REF （） Vcc OE ALE START ADC0809 IN0 … … + CLK 500KHZ
相应的程序如下：
MOV AL，7FH ;设2.5V初值 DOWN：OUT 20H，AL ;输出模拟信号到端口20H，三角波下降 ;段 DEC AL ;输出值减1 CMP AL，00H ;输出值到达0V？ JNZ DOWN ;输出值未达到0V，则跳到DOWN UP： OUT 20H，AL ;输出模拟量到端口20H，三角波上升段 INC AL ;输出值加1 CMP AL，7FH ;判别输出值是否到达2.5V JNZ UP ;输出值未达到2.5V则跳到UP JMP DOWN ;输出值达到2.5V则跳到DOWN循环。
分析：（1）模拟输入通道IN0~IN7由A0~A2决定其端口 地址，分别为300H~307H，与IOW相配合， 可启动ADC0809进行转换； （2）查询端口和读A/D转换结果寄存器的地址分 别为：308H和300H。
相应的采集程序如下：
AD：MOV CX，0008H ;通道计数单元CX赋初值 MOV DI， OFFSET ADDBUF ;寻址数据区，结果保存 ;在ADDBUF存储区 START：MOV DX，300H ;取IN0启动地址 LOOP1：OUT DX，AL ;启动A/D转换，AL可为 ;任意值 PUSH DX ;保存通道地址 MOV DX，308H ;取查询EOC状态的端口 ;地址 WAIT： IN AL，DX ;读EOC状态 TEST AL，80H ;测试A/D转换是否结束 JZ WAIT ;未结束，则跳到WAIT ;处
下面举例说明如何编写D/A转换程序。
例 编写图12.4中DAC0832输出三角波的 汇编程序，要求三角波的最低电压为0V， 最高电压为2.5V。 分析：三角波电压范围0~2.5V，对应的数字量 00H~7FH。三角波的下降部分，从7FH 减1，直到数字量降为00H；上升部分则 从00H加1，直到7FH。
XFER：传送控制信号，低电平有效。
IOUT1和IOUT2：互补的电流输出端。
RFB：反馈电阻，被制作在芯片内，与外接的运 算放大器配合构成电流/电压转换电路。 VREF：转换器的基准电压。 VCC：工作电源输入端。 AGND：模拟地，模拟电路接地点。 DGND：数字地，数字电路接地点。
二、DAC0832 的工作方式
本例中DAC0832输出的三角波如图12.5所示。 若8086的时钟频率为5MHz，则可计算出该三角 波的周期大约为1.53ms，即频率约为654Hz。如 果要进一步降低三角波的频率（增大其周期）， 可在每次D/A转换之后加入适当的延时。
图12.5 DAC0832输出的三角波形图
12.3 ADC0809模/数转换器
CS WR1 WR2 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
VREF RFB
8
9 12 11
DAC0832
IOUT2 IOUT1
XFER ILE DGND
VCC AGND
20 3
图12.3 DAC0832引脚图
各引脚的功能如下：
D0~D7： 8位数据输入端。
CS：片选信号输入端。 WR1、WR2：两个写入命令输入端，低电平有效。
在A/D转换中由于整量化产生的固有误差。量化误 差在±1/2LSB（最低有效位）之间。
例如
一个8位的A/D转换器，它把输入电压信号分成28=256层， 若它的量程为0~5V，那么，量化单位q为： V 围 5 .0 q = 电压量程范 = ≈ 0.0195V=19.5mV
2n 256
3. 转换时间（Conversion time）
ADC0809是一种普遍使用且成本较低的 CMOS材料A/D转换器。它具有8个模拟量输 入通道，可将模拟量转换为8位二进制数字量。
一、ADC0809的内部结构与引脚图
图12.6 给出了ADC0809的内部结构。 图12.7 给出了ADC0809的引脚图。
EOC
START
OE
IN7
模 拟 输 入
通道 选择 开关
(3) 双缓冲方式
即数据通过两个寄存器锁存后再送入D/A转 换电路，执行两次写操作才能完成一次D/A转换。
三、DAC0832与CPU的连接
由于DAC0832内部含有数据锁存器，在 与CPU相连时,使其可直接挂在数据总线上。
DAC0832采用单缓冲方式 与CPU的连接如图12.4所示。
D0~D7
D0~D7 CS WR1 WR2 DGND ILE XFER
DAC0832可工作在三种不同的工作模式:
(1) 直通方式
当ILE接高电平，CS，WR1、WR2和 XFER都接数字地时，DAC处于直通方式， 8位数字量一旦到达D0~D7输入端，就立即 加到D/A转换器，被转换成模拟量。
(2)单缓冲方式
单缓冲方式是将一个锁存器处于缓冲方式， 另一个锁存器处于直通方式，输入数据经过一级 缓冲送入D/A转换器。
A9
A3
I/O
译
码
IOR 300H~307H
≥1
2
≥1
EOC
D7 …
IOW 8路模拟输入 A2 A1 A0
D7 … D0
IN7
ADDC ADDB ADDA
D0 REF（-） GND
图12.8 ADC0809与CPU的连接图
下面举例说明如何编写A/D转换程序。
例
编写图12.8中的A/D转换程序，具体要求如下： ① 顺序采样IN0~IN7 8个输入通道的模拟信号; ② 结果依次保存在ADDBUF开始的八个内存 单元中; ③ 上述采样每隔100ms循环一次。设DELAY 是一延时100ms子程序。
本章内容
· 有关D/A、A/D的基本概念 DAC及其接口 ADC及其接口 A/D、D/A应用举例
学习目的
了解微机控制系统的一般组成 了解D/A、A/D的基本原理 了解DAC、ADC的主要性能指标 掌握DAC、ADC与CPU的接口及 其应用
12.1 D/A与A/D接口概述
生 产 过 程
传感器
A/D 转 换 器
I/O 接口
计 算 机
执行机构
D/A 转 换 器
I/O 接口
图12.1 典型的计算机自动控制系统
二、模/数转换器(ADC)的主要性能参数
1. 分辨率（Resolution）
它表明A/D对模拟信号的分辨能力，由它确定能被 A/D辨别的最小模拟量变化。
2. 量化误差（Quantizing error）
2. 线性误差（Linearity error）
D/A的实际转换值偏离理想转换特性的最大偏差与 满量程之间的百分比称为线性误差。
3. 建立时间（Setting time）
这是D/A的一个重要性能参数，定义为：在数字输入端 发生满量程码的变化以后，D/A的模拟输出稳定到最终值 ±1/2LSB时所需要的时间。
定时和控制
逐位逼近寄存 器(SAR) 比较器
IN0
8位 锁存 和 三态 门
D0 D7
数 字 输 出
ADDC ADDB ADDA ALE
通道 地址 锁存 及 译码
开关树型 D/A
REF(+)
REF(-)
图12.6 ADC0809转换器的内部结构图
17 14 8 15 18 19 20 21 25 24 23 7 9 22 6
MOV DX，300H IN AL，DX MOV [DI]，AL INC DI POP DX INC DX LOOP LOOP1 CALL DELAY JMP AD
;取读A/D转换结果寄存器的 ;端口地址 ;读A/D转换结果 ;保存转换结果 ;指向下一保存单元 ;恢复通道地址 ;指向下一个模拟通道 ;未完，转入下一通道采样 ;延时100ms ;进行下一次循环采样，跳至 ;AD处。
DAC0832是一种相当普遍且成本较低的数/ 模转换器。该器件是一个8位转换器，它将一个 8位的二进制数转换成模拟电压。
一、DAC0832的内部结构与引脚图
图12.2 给出了DAC0832的内部结构。 图12.3 给出了DAC0832的引脚图。
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
锁存器1 D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 G
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
REF(+)
12 16 11 13 26 27 28 1 2 3 4
REF(-)
Vcc GND IN0 IN1 IN2
IN3 ADDA IN4 ADDB ADDC IN5 EOC IN6 OE IN7 ALE CLOCK CLOCK START ADC0809
4. 温度灵敏度
它是指数字输入不变的情况下，模拟输出信号随温度 的变化。一般D/A转换器的温度灵敏度为±50PPM/℃。 PPM为百万分之一。
5. 输出电平
不同型号的D/A转换器的输出电平相差较大，一般为 5V~10V，有的高压输出型的输出电平高达24V~30V。
12.2 DAC0832数/模转换器
三、数/模转换器(DAC)的主要性能参数
1. 分辨率（Resolution）
分辨率表明DAC对模拟量的分辨能力，它是最低有 效位（LSB）所对应的模拟量，它确定了能由D/A产生 的最小模拟量的变化。通常用二进制数的位数表示DAC 的分辨率，如分辨率为8位的D/A能给出满量程电压的 1/28的分辨能力，显然DAC的位数越多，则分辨率越高。