第九章数模及模数转换器接口
数模和模数转换
自动控制系统
通过模数转换,实现模拟信号与数字信号之 间的转换,构建自动控制系统。
05
数模和模数转换的挑战与未 来发展
精度和分辨率的提高
总结词
随着技术的发展,对数模和模数转换 的精度和分辨率的要求越来越高。
详细描述
为了满足高精度和分辨率的需求,需 要采用先进的工艺、算法和校准技术, 以提高转换器的性能。这涉及到对噪 声抑制、非线性校正等方面的深入研 究和技术创新。
重要性
实现数字信号和模拟信号之间的相互转换,使得数字系统和模拟系统能够进行有效 的信息交互。
在信号处理中,数模和模数转换是实现信号滤波、放大、调制解调等操作的基础。
在通信中,数模和模数转换是实现信号传输、编解码、调制解调等操作的关键环节。
历史背景
早期的数模和模数转换器主要依 赖于机械和电子元件,精度和稳
于长距离传输和低功耗应用。
Σ-Δ DAC
03
Σ-Δ DAC采用过采样和噪声整形技术,具有高分辨率和低噪声
的特点,适用于音频和其他高精度应用。
DAC的应用
音频处理
DAC可将数字音频信号转换为模拟音频信号,用 于音频播放和处理。
仪器仪表
DAC可用于将数字信号转换为模拟信号,实现各 种物理量的测量和输出。
测量仪器
ADC在测量仪器中应用广泛,如电压表、电 流表、温度计等。
控制系统
ADC在控制系统中用于实时监测和调节系统 参数,如工业控制、汽车电子等。
音频处理
ADC在音频处理中用于将模拟音频信号转换 为数字信号,便于存储、传输和处理。
04
数模和模数转换的应用场景
音频处理
第9章 数模转换和模数转换
。
数字电路与逻辑设计
Rf
(2)求和放大器A:为 一个接成负反馈的理想 运算放大器。即:AV= ∞,iI=0,Ro=0。由于 负反馈,存在虚短和虚 断,即V-≈V+=0, iI= 0。
I A vO
VREF
输入数字Di=1时,开关Si将电阻23-iR接到基准电压VREF上, 在23-iR上的电流为
Ii VREF VREF i D = D 2 i i 23 i R 23 R
2
i
VREF ()
注意:该电路转换精度较高,
虑的是恒流源特性问题。
RI f4 2
但电路结构较复杂,主要考 vo I Rf Rf4I (20 D0 21 D1 22 D2 23 D3 )
2 D
i 0
3
i
数字电路与逻辑设计
改进:采用具有电流负 反馈的BJT恒流源电路 的权电流D/A转换器:
数字电路与逻辑设计
第9章 数模转换和模数转换
本章要点 本章分别讲授了数模转换和模数转换的基本原理和常 见的典型电路。文中主要介绍数模转换的基本原理,数模 转换器的转换精度和转换速度,分别介绍了权电阻网络数 模转换器,倒 T型电阻网络数模转换器和权电流型数模转 换器;然后介绍了模数转换的一般原理和步骤,分别介绍 了并联比较型模数转换器,逐次逼近型和双积分型模数转 换器的工作原理。
Rf VREF 3 2Rf VREF 3 i i vO I Rf Rf I i ( D 2 ) ( D 2 ) i i 3 4 R 2 i 0 R 2 i 0 i 0
3
若取反馈电阻Rf=R/2,则输出模拟电压表达式为
VREF 3 vO I Rf 4 ( Di 2i ) 2 i 0
第九章数模和模数转换器
16 8
42
应数字量的权重成正比。
-RF + uO
若Di=0,Si接地, Ii不能加到运放输入端
若Di=1,Si将对应的恒流
源加到运放输入端
-VREF
Ii
I 16
Di 2i
i
Ii
I 16
(23
D3
22 D2
21 D1
20 D0 )
uO
i RF
IR F 24
(23 D3
22 D2
21 D1
分辨率 Vomin Vo max
1 2n 1
2、转换误差
转换误差--指输出模拟电压的实际值与理想值之差的最大值。
(1)造成转换误差的主要原因 :
参考电压 VREF的波动 --比例系数误差 运算放大器的零点漂移 --失调误差
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等
--非线性误差
(2)转换误差的表示方法 :
(接运放的同相端)
Rfb 反馈电阻引出端
AGND 模拟地
VCC 电源(5~15V)
DGND 数字地
它由一个8位输入寄存器、一个8位DAC寄存器和一个8位D/A转换器 三大部分组成,D/A转换器采用了倒T型电阻解码网络。
2.DAC0832使用说明
当ILE、CS和WR1同时有效时,输入数据DI7~DI0进入输 入 寄 存 器 ; 并 在 WR1 的 上 升 沿 实 现 数 据 锁 存 。 当 WR2 和 XFER同时有效时,输入寄存器的数据进入DAC寄存器;并 在WR2的 上升沿 实 现数据 锁 存 。八 位 D/A转换 电 路随时将 DAC寄存器的数据转换为模拟信号(IOUT1+IOUT2)输出。
数模和模数转换接口
14.2.2 DAC0832的工作方式
3.双缓冲工作方式 2双1..缓单直冲缓通工冲工作工作方作方式方式是式使输入寄存 单器缓和当冲D0A8工C32作寄所方存有式器的是都控使处制两于信个受号寄控存状 器态(/C始。S终这、有主/W一要R个用1、于(多/W多为R路D2DA、/CIL寄AE转存、换器) 处系/X于统FE直以R通实)都状现为态多有,路效另模时一拟,个信两处号个于的寄受同 控步存状输器态出处。于如例直使如通有/状W三R态2个,=八0此和位时二数进据 /制线XF数的E,R数=分字0别,信先或号后将经进/两W入个R1三寄与个存/W器R直2 相D接A连进C及0入8/D3X2F/芯EAR片转与的换/C输器S入相进寄连行存,转器则换, D这并A时输C若寄出将存。三器此个处工D于作A直方C通0式8状适32态用的,于DA输连C 入寄续寄存反存器馈器的控处锁制于存中受信。控号状同态时。变为低 应电用平系(统三中个如DA只C有08一32路的D引/脚A转 换/W,R2或、有/X多F路ER转分换别但接不在要一求起同, 步即输可出达时到,此可目采的用)单,缓冲工作 则分别先后锁存在三个DAC0832方芯式片。的输入寄存器中的数据同
数模和模数转换接口
数模和模数转换接口
数模和模数转换接口
#include <reg51.h>//包含头文件reg51.h
sbit CLOCK=P2^4;//定义ADC0809的CLOCK引脚
sbit EOC=P2^5; //定义ADC0809的EOC引脚
sbit START=P2^6; //定义ADC0809的START引脚
D/A转换器的基 准电压VREF由稳 压管上的电压分 压后提供。图中 运算放大器的作 用将D/A转换器 输出电流转换成 电压输出。
数模转换和模数转换
• 1.倒T型电阻网络D/A转换器 • 如图9-1-2所示为一个4位倒T型电阻网络D/A转换器(按同样结构可将
它扩展到任意位),它由数据锁存器(图中未画)、模拟电子开关 (S0~S3) , R~ 2R倒T型电阻网络、运算放大器(A)及基准电压U REF组 成。
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9. 2 模数转换电路
• 3. ADC0809应用说明 • (1)ADC0809内部带有输出锁存器,可以与AT89S51单片机直接相连。 • (2)初始化时,使ST和OE信号全为低电平。 • (3)送要转换的那一通道的地址到A,B,C端口上。 • (4)在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。 • (5)是否转换完毕,可以根据EOC信号来判断。 • (6)当EOC变为高电平时,这时给GE为高电平,转换的数据就输出给
的取样频率由取样定理确定。 • 根据采样定理,用数字方法传递和处理模拟信号,并不需要信号在整
个作用时间内的数值,只需要采样点的数值。所以,在前后两次采样 之间可把采样所得的模拟信号暂时存储起来以便将其进行量化和编码。 • 2.量化和编码 • 经过采样、保持后的模拟电压是一个个离散的电压值。对这么多离散 电压直接进行数字化(即用有限个。
• 1.集成D/A转换器DA7520 • 常用的集成D/A转换器有DA7520,DAC0832,DA00808 , DA01230,
MC1408、AD7524等,这里只对DA7520做介绍。 • DA7520的外引线排列及连接电路如图9-1-3所示. • DA7520的主要性能参数如下: • (1)分辨率:十位; • (2)线性误差 • (3)转换速度
数模模数转换
能分解的最小量。
图中为
1 2n
1 ,要减少量化误差,只要增
16
加数字编码信号的位数。
图9-3 D/A转换器输出特性
15
0 0000
1111
例如:输入二进制代码为千位数码,其输 出电压可能的最小变化为等值输出的1/1024。
下图为一个n位D/A转换器的方框图。
D0 数 字 D1 输 入
Dn-1
D/A转换器可以看作是一个译码器,它是将 输入的二进制数字信号器(或称编码信号)转换(翻 译)成模拟信号,并以电压或电流形式输出。
图9-3表示了4位二进制代码的数字信号经
过D/A转换器后的输出模拟信号电压的对应关
系。每一个二进制代码的编码数字信号,都可以
翻译成一个相对应的十进制数值。
例如:(1010)2→(10)10 ,量化级到信息所
二、数据传输系统 目前在通信(例如移动数字电话)、遥控、遥
测、数据广播、数字电视等,需要进行远距离传 送,采用数字信号比模拟信号抗干扰性强、保密 性强。其系统方框图如下:
9.2 数模(D/A)转换器
一、基本原理 所谓D/A(数模)转换器就是将离散的数字
量转换为连续变化模拟量的数模转换器,又称为 D/A转换器或DAC。
运算放大器A1、三极管TR、电阻RR、R组 成了基准电流发生电路。基准电流IREF是由外加 的基准电压VREF和电阻RR决定。由于T3和TR具 有相同的VBE,而发射极回路电阻相差一倍,所 以它们的发射极电流也必然相差一倍。故有:
IREF
2IE3
VREF RR
VREF RR
I
将式(9-4)代入式(9-3)得:
当代码为0时,对应的恒流源接地。 故输出电压为:
计算机接口与微机原理-第9周-模拟数字转换器ADC0809
计算机接⼝与微机原理-第9周-模拟数字转换器ADC0809模拟数字转换器ADC0809n模/数转换器n模/数转换器的性能参数n模/数转换原理n ADC 0809的内部结构图n ADC 0809的⼯作⽅式n ADC 0809芯⽚的接⼝电路中⼭⼤学信息科学与技术学院陈任数/模和模/数转换v当⽤计算机来构成数据采集或过程控制等系统时,所要采集的外部信号或被控制对象的参数,往往是温度、压⼒、流量、声⾳和位移等连续变化的模拟量。
v计算机只能处理不连续的数字量,即离散的有限值。
v因此,必须⽤模数转换器即A/D转换器,将模拟信号变成数字量后,才能送⼊计算机进⾏处理。
v计算机处理后的结果,也要经过数模转换器即D/A转换器,转换成模拟量后,在⽰波器上显⽰结果波形和在记录仪上描记下来,或驱动执⾏部件,达到控制的⽬的。
模/数转换器v我们时常需要把模拟信号转化为数字信号, 以便进⾏数据的存储,处理和传输,如:把电压,电流,光,声⾳等模拟信号转化为数字信号。
v模/数转换器可以把模拟信号转换为数字信号,也称为ADC(Analog-to-Digital Converter)。
模数转换器ADC模拟信号数字信号模拟信号8位模数转换器ADC8位⼆进制数X 参考电压: V refv输⼊模拟信号(如,电压值0~+5V) ,启动模数转换,产⽣8位⼆进制数输出。
start模/数转换器原理v实现A/D转换的基本⽅法有⼗⼏种,常⽤的有计数法,逐次逼近法,双斜积分法和并⾏转换法。
v逐次逼近式A/D转换具有速度快,分辨率⾼等优点,且采⽤这种⽅法的ADC芯⽚成本较低,因此在计算机数据采集系统中获得了⼴泛的应⽤。
v逐次逼近式A/D转换器的转换原理是建⽴在逐次逼近的基础上,把输⼊电压V i和⼀组从参考电压分层得到的量化电压进⾏⽐较,⽐较从最⼤的量化电压开始,由粗到细逐次进⾏,由每次⽐较的结果来确定相应的位是1还是0。
不断⽐较和逼近到两者差别⼩于某⼀误差范围时即完成了⼀次转换。
电子技术基础数字部分(第五版)(康华光)第9章说课讲解
输出与2的补码 NB成正比
9.1 D/A转换器
9.1.5 D/A转换器的主要技术指标
1. 分辨率 分辨率是D/A转换器对输入微小量敏感程度的表征。定义为D/A转换 器模拟输出电压能被分离的等级数。n位DAC有2n个模拟输出电压。
D/A转换器的位数越多,分辨率越高,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。 2、转换精度 转换精度:转换精度是指对给定的数字量,D/A转换器实际值与理论 值之间的最大偏差。 产生原因:由于D/A转换器中各元件参数值存在误差,如基准电压不 够稳定或运算放大器的零漂等各种因素的影响。 几种转换误差:比例系数误差、失调误差和非线性误差等。
i0
则:vO = – K NB
在电路中输入的每一个二进制数NB,均能得到与之成正比的模拟电 压vO输出。
9.1 D/A转换器
9.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
2. 集成D/A转换器
AD7533D/A转换器——10位CMOS电流开关型D/A转换器
AD7533使用说明: ①. 要外接运放。 ②. 运放的反馈电阻可使用内部电阻,也可采用外接电阻。
概述
温度控制实例
温度 变送器
A/D 转换器
数字 80H D/A
计算机
转换器
2.5V
染色锅
T℃
热电偶
电动阀 蒸汽
t
当D/A输出5V时,电动阀全部打开,蒸汽进量最大;当D/A输出0V时
,电动阀全部关闭,蒸汽进量为0;电动阀开度与控制电压成正比。
9.1 D/A转换器
9.1.1 D/A转换的基本原理
数 / 模( D/A )转换器:将数字量转换 为与之成正比模拟量的电路。
9.1 D/A转换器
数模与模数转换器介绍课件
功耗:数模转换器功耗低,模数转换器功耗高
精度:数模转换器精度高,模数转换器精度低
成本:数模转换器成本高,模数转换器换器:用于将数字信号转换为模拟信号,如音频、视频等信号处理领域。
2
模数转换器:用于将模拟信号转换为数字信号,如传感器、测量仪器等数据采集领域。
3
数模与模数转换器:用于实现信号的混合处理,如通信、控制系统等复杂信号处理领域。
数模与模数转换器介绍课件
演讲人
目录
数模转换器
01
模数转换器
02
数模与模数转换器的比较
03
数模与模数转换器的设计
04
1
数模转换器
基本原理
数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的设备
基本原理是通过对数字信号进行采样、量化和编码,生成模拟信号
采样是将连续的时间信号离散化,量化是将离散的信号值量化为有限个离散值,编码是将量化后的信号值转换为模拟信号
4
更小体积:随着集成电路技术的进步,数模与模数转换器在减小体积方面不断取得突破,以满足便携式设备的需求。
4
数模与模数转换器的设计
设计原则
01
精度:保证转换的准确性和精度
02
速度:满足系统实时性要求
03
功耗:降低功耗,提高能源效率
04
成本:在保证性能的前提下,降低成本
设计方法
01
确定转换器的类型和参数
4
数模与模数转换器:用于实现信号的实时处理,如音频、视频等实时信号处理领域。
发展趋势
1
更高精度:随着技术的进步,数模与模数转换器的精度不断提高,以满足更高要求的应用需求。
2
更低功耗:随着节能环保理念的普及,数模与模数转换器在降低功耗方面不断取得突破,以满足便携式设备的需求。
《数字电子技术(第二版)》 第9章 模拟量与数字量的转换
9.1.1 D/A转换器的基本原理
基 本 原 理
将输入的每一位二进制代码按其权的大小转 换成相应的模拟量,然后将代表各位的模拟 量相加,所得的总模拟量就与数字量成正比, 这样便实现了从数字量到模拟量的转换。
d0 输入 d1
…
dn -1
D/A
uo 或 io 输出
转 换 特 性
D/A转换器的转换特性,是指其输出模拟量和输入数字量之 间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的D/A转换器的 转换特性。理想的 D/A转换器的转换特性,应是输出模拟量 与输入数字量成正比。即:输出模拟电压 uo=Ku×D或输出模 拟电流io=Ki×D。其中Ku或Ki为电压或电流转换比例系数,D 为输入二进制数所代表的十进制数。如果输入为 n 位二进制 数dn-1dn-2…d1d0,则输出模拟电压为:
9.1.2 T型电阻网络数模转换器
数码di=1(i=0、1、2、3),即为高电平时,则由其控制的 模拟电子开关Si自动接通左边触点,即接到基准电压UR上; 而当di=0,即为低电平时,则由其控制的模拟电子开关Si自 动接通右边触点,即接到地。
d3d2d1d0=0001时的电路:
用戴维南定理从 左至右逐级对各 虚线处进行等效。
由图可得输出电Байду номын сангаас为:
由于d0=1、 d3=d2=d1=0,所以上式又可写为:
同理,当d3d2d1d0=0010时的输出电压为: 当d3d2d1d0=0100时的输出电压为: 当d3d2d1d0=1000时的输出电压为:
应用叠加原理将上面4个电压分量叠加,即得T形电阻网络数 模转换器的输出电压为:
4位逐次逼近型A/D转换器
工作原理 为了分析方便,设D/A转换器的参考电压为UR=8V,输入的模拟 电压为ui=4.52V。 转换开始前,先将逐次逼近寄存器的4个触发器FA~FD清0,并 把环形计数器的状态置为Q1Q2Q3Q4Q5=00001。 第1个时钟脉冲C的上升沿到来时,环形计数器右移一位,其 状态变为10000。由于Q1=1,Q2、Q3、Q4、Q5均为0,于是触 发器FA被置1,FB、FC和FD被置0。所以,这时加到D/A转换器 输入端的代码为d3d2d1d0=1000 ,D/A转换器的输出电压为:
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3、基准电压
基准电压有内、外基准和单、双基准之分。
5V*1/256 = 0.0195V
输入模拟电压
Vx
基准 电源
积分器
比较器
时钟 转换开始
控制逻辑
转换结束 计数器
数字量输出
9.1.2模数转换器的性能指标
4、转换速率
转换时间:A/D转换器从启动转换到转换结束,输出 稳定的数字量,需要的一定的转换时间。
转换速率:转换时间的倒数即每秒钟完成的转换次数。
A/D转换器的型号不同,转换时间不同。逐次逼近式 单片A/D转换器转换时间的典型值为1.0~200μs。 ADS7852: 12位逐次逼近式A/D转换器转换速率 500kHz ICL7109: 12位双积分式A/D转换器转换速率30次/s
应根据输入信号的最高频率来确定ADC转换速度, 保证转换器的转换速率要高于系统要求的采样频率。
电容电压UC=Q,若用恒流充电,电量Q=I*t, UC=I*t
9.1.1 模数转换器的工作原理
2、双积分式模数转换器的工作原理
双积分式模数转换器转换方法的抗干扰能力比逐次 逼近式模数转换器强。
该方法的基础是测量两个时间:
一个是模拟输入电压向电容充电的固定时间,
另一个是在已知参考电压下放电所需的时间,
【例9-1】 【例9-2】 【例9-3】
9.2.2 IAP15W4K58S4集成的比较器模块及其使用 9.3 数模转换器及其应用 9.3.1 数模转换器的工作原理及性能指标 9.3.2 12位D/A转换器TLV5616及其接口技术
第9章 模数转换器与数模转换器
随着数字电子技术及计算机技术的广泛普及与应用, 数字信号的传输与处理日趋普遍。
输 出
(优)单片机与数模及模数转换器的接口PPT资料
3、双缓冲方式:
DAC0832看成两个RAM,分别给予一定的地 址。
用于8031和多片DAC的接口。如两片时,可同 时输出两个模拟量。占用三个RAM的地址单元。 两个输入寄存器各占一个地址单元,而两个DAC 寄存器则占用同一个地址单元。
8031和多片DAC0832的接口
9.2.4 D/A转换器的应用
程序举例:
ORG 0013H AJMP BINT1 MAIN:MOV R1,#30H MOV R4,#8 MOV R2,#0 SETB EA SETB EX1 SETB IT1 MOV R0,#0F0H MOV A,R2 MOVX R0,A SJMP $
中断服务子程序: BINT1:MOV R0,#0F0H
ALE:地址锁存 EOC:转换结束信号,转换时EOC=0;
结束时EOC=1,查询和中断请求。 CLOCK:最高允许值为640KHz VREF(+) VREF(-):A/D 转换参考电压+5,0
+5,-5 VCC 电源:+5-+15V OE:输出允许。
ADC0809时序图
8031和ADC0809的连接
没有片选信号,地址有效时通过读写信号控制 START和OE。 ADC0809的工作特点和控制
8没占C244应DMAM4两 2MB2用d82没2AM8没特如两0、、o0、位IAJDDMOOOOAN3有用D尽D个于c3有有点两个DNLCiC1单 单 1单 数VVVVC/Tn/A/ZDLAA和 片 三 量 输8和 片 片 : 片 输00/1SCsAAA缓缓0缓模R88转R转 转:D-u多选个避入 3A选选8时入00050,,,4n###冲冲1冲转路E899换1,换 换DM,d#222片信R免寄 和信信,寄3是 是L单aC2555方方方换A2器AO器器AeL0444D号转存 多号号可存0与CC片/_YMVOH式式式器D8A的 的AmMM,折器 片,,同器0MO机,的DRC:::e9OO应 应Pn地处各 地地时各CD0C0的与用地SSg有有有,8S用 用A0工工址台占 址址输占3连D三-8址C一一一5#20/艺艺有阶一 有有出一10的 的接A个9单个个个的F转的 的效变个效效两个接0接通元处处处连H换逐逐时宽地 时时个地口口道。于于于接器次次通的址 通通模址。地直直直的比比过问单 过过拟单址通通通接较较读题元 读读量元选〔〔〔口型型写。, 写写。,择数数数88信而 信信而位位据据据号两 号号两AA接接接控个 控控个//DD收收收制制制DD转转)))AASSS换换CC,,,TTTAAA寄 寄器器另另另RRR存 存。。TTT一一一和和和器 器个个个OOO则 则受受受EEE占 占。。。微微微用 用机机机同 同控控控一 一制制制个 个。。。地 地址 址单 单元 元。 。 CALL DELAY
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电热箱 电热丝
温度传感器 放 模 大
A/D
数
单
片
调节电压 控温
光隔驱动 控制信号 机
双向可控硅
电~源
设定值 打印输出
举例2:速度测控系统
纸长拨盘给定
转速 A/D P0
PID
D/A
P1
触发器 可控硅
=/
电机
M
给定
+-
单片机系统
转速反馈 纸长反馈
脉冲
发生器 G
测量 转速
单片机控制系统原理框图
举例3:红外线自动门控制系统原理图
二、D/A输出形式:
①电压;
②电流 运算放大器 电压。
三、注意区分D/A内部是否带有锁存器:
D/A内
无锁存器
与P1、P2接口:不需加锁存器,直接接口。
与P0接口:因P0的特殊功能,需加锁存器。 如:DAC800、AD7520、AD7521等。
有锁存器:最好与P0直接接口。 如:DAC0832、DAC1230等。
DI0~7
ILE
CS WR1 WR2 XFER
输入 寄存器
DAC 寄存器
与 LE1
LE2
与
与
Rfb
8位 DAC
IOUT1 -
VO
IOUT2 +
AGND
LE1(LE2)=
DAC 0832内部结构框图(请见P242图9.3)
0:锁存; 1:直通。
DI0~7:转换数据输入(8位); ILE:数据锁存允许信号(输入);
RR1
(3)双向鉴幅器可有效抑制干扰信
RC1
号。
RC2
(4)内设延时和封锁定时器,性能
RR2
稳定,调节范围宽。
Vss
(5)内置参考电源。
VRF/RESET
(6)工作电压范围宽(3V~5V)。
1
16
2
15
3 BISS0001 14
4
13
5
12
6
11
7
10
8
9
1OUT 1IN-
1IN+ 2IN2OUT VDD IB Vc
4、偏移量误差(Offset Error)偏移量误差是指输入 数字量为零时,输出模拟量对零的偏移值。
5、线性度(Linearity)线性度是指DAC的实际转换特 性曲线和理想直线之间的最大偏移差。
主要技术指标:
1、分辨率(Resolution): 对D/A转换器输入量变化敏感程度进行描述,
与输入数字量的位数有关。 • 若数字量的位数为n,则分辨率为2-n。 • 数字量位数越多,分辨率就越高。 • 应用时,应根据分辨率的需要选定转换器的位数。 注:BCD码输出的A/D转换器用位数表示分辨率。 2、建立时间(Establishing Time):(转换速度)
ADC 0809
A/D转换
P0
P3.0
WR
RD
P3.1
ALE
P3.4
P3P.31/.7INT1
光 电机正转继电器J1 电 隔 电机反转继电器J2
离 速度变换继电器J3
红外线传感器集成芯片BISS0001特点
(1)用CMOS工艺,功耗低。
A
(2)具有独立的高输入阻抗运算放
V0
大器,可与多种传感器匹配。
9-1 D/A转换器接口及应用
9-1-1 D/A转换概述
一、D/A(Digit to Analog)转换器: 为把数字量转换成模拟量,在D/A
转换芯片中要有解码网络: ①权电阻网络; ②倒T型电阻网络。
T型电阻网络型D/A转换器:
D/A转换器的原理:
把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量,并通
过运算放大器求和相加。根据克希荷夫定律,如下关系成立:
I0=20
I1=21
I2=22
I3=23
n位数字量与模拟量的关系式: 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。
双极性输出电压与输入数字量的关系
输入数字量B b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 1 1 1 1b01 1 1 1
┆
11000000 ┆
10000000 ┆
01111111 ┆
00111111 ┆
00000000
Vout(理想值)
+VREF时
-VREF时
|VREF|-LSB
-|VREF|+LSB
┆
┆
四、性能指标:
1、分辨率(Resolution)是指D/A转换器能分辨的最 小输出模拟增量,取决于输入数字量的二进制位数。
2、建立时间(Establishing Time)是描述D/A转换速 度的快慢。
3、转换精度(Conversion Accuracy)指满量程时 DAC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。
第9章 数/模及模/数转换器接口 9-1 D/A转换器接口及应用 9-2 A/D转换器接口及应用
扩展I/O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。
单片机和被控实体间的接口示意图
举例1:温度测控系统
+5V
20K
2.2u
3.3K
1M
10K
1M
103 10u
103
2M
47u
D S G 红外传感器
47K 470u
103 103
60K GND
VC IB VDD 2OUT 2IN1IN+ 1IN-
1OUT
BISS0001
VSS
RR2 RC2 RC1 RR1V0A+5V 220K
102 330K
10n 330K
描述D/A转换速度的快慢。 • 输出形式为电流的转换器比电压的建立时间短。 • D/A转换速度远高于A/D转换。 3、转换精度(Conversion Accuracy):
指满量程时DAC的实际模拟输出值和理论值的 接近程度。
9-1-2 D/A转换芯片DAC0832
一、内部结构:DAC 0832:8位双缓冲器结构的D/A转换器。
CS:片选信号(输入); XFER:数据传送控制信号(输入);
WR1:第一写信号(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;
DAC的应用:
l DAC用作单极性电压输出; l DAC用作双极性电压输出; l DAC用作控制放大器。
+5V
10K×6
AT89C51
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5
P1.6
P3.2/INT0 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3
VCC
LED
行程开关1 行程开关2 行程开关3 行程开关4 手动开按钮 手动关按钮
手动/自动切换 蜂鸣报警 电机过热报警
电压过高报警
速度异常报警
转速检测模块 电压检测模块 电机温度检测