基于D-A转换器的程控电源设计
A-D D-A转换电路的设计
1.1 概述
知识能力
图5-42 具有模拟量I/O的MCS-51单片机系统 • 由此可见，A/D、D/A转换是单片机接收、处理、控制模拟量参数过程中必不可少的环节。
知识能力
1.2 A/D转换
A/D转换的任务是将模拟量转换成数字量。能够完成这一任务的器件，称之为模/数转换 器，简称A/D转换器。A/D转换器同样采用双列直插式封装。
1 A/D 转换 器的 种类
• 按位数来分，有8位、10位、12位、16位等。位数越高，其分辨率也越高，但价 格也越贵。
• 按结构来分，有单一的A/D转换器(如ADC 0801、AD673等)，有内含多路开关的 A/D转换器(如ADC0809、AD758l均带有8路多路开关)。随着大规模集成电路的 发展，又生产出多功能A／D转换芯片(如ADC363)。
• 按A/D转换原理分，有计数器式A/D转换、逐次逼近型A/D转换、双积分式A/D转 换、V/F变换型A/D转换等。
• 逐次逼 近型 A/D 转 换器 种类 最多 ， 应 用广 泛 。下面 就以 目前国内 广泛 使用的 ADC0809为例，介绍多通道A/D转换器的原理。
知识能力
1.2 A/D转换 A/D转换的任务是将模拟量转换成数字量。能够完成这一任务的器件，称之为模/数转换 器，简称A/D转换器。A/D转换器同样采用双列直插式封装。
INC A AJMP LOOP
【单片机实验指导】D-A转换实验
D/A转换实验
一. 实验要求
利用 DAC0832，编制程序产生锯齿波、三角波、正弦波。
三种波轮流显示，用示波器观看。
二.实验目的
1.了解D/A转换的基本原理。
2.了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。
3.了解单片机系统中扩展D/A转换的基本方法。
三.实验电路及连线
四.实验说明
D/A转换是把数字量转换成模拟量的变换，从本书D/A电路输出的是模拟电压信号。
要实现实验要求，比较简单的方法是产生三个波形的表格，然后通过查表来实现波形显示。
产生锯齿波和三角波的表格只需由数字量的增减来控制，同时要注意三角波要分两段来产生。
要产生正弦波，较简单的手段是造一张正弦数字量表。
即查函数表得到的值转换成十六进制数填表。
这样做虽然简单，但是费时费力，没有充分发挥单片机的能力。
利用嵌入式定点、浮点运算子程序库可方便的完成正弦波的波形表生成工作。
有关子程序库的详细使用方法请查阅《爱迪克仿真器51/98/96汇编运算子程序库使用手册》。
注意汇编子程序的每个子程序名应为%开头的字符串，汇编程序在汇编时会自动将子程序链入。
CALCL51/96 禁止用户对此改写，否则会导致调用出错。
D/A转换取值范围为一个周期，采样点越多，精度越高些。
本例采用的采样点为256点/周期。
五.实验框图
程序框图：
PDA.ASM主程序框图。
基于DDS的新颖多功能程控电源的设计_王政
第16卷第2期2016年6月Vol.16No.2June ，2016南京师范大学学报（工程技术版）JOURNAL OF NANJING NORMAL UNIVERSITY （ENGINEERING AND TECHNOLOGY EDITION ）doi ：10.3969/j.issn.1672-1292.2016.02.007基于DDS 的新颖多功能程控电源的设计王政，徐霞，张强，徐寅林（南京师范大学物理科学与技术学院，江苏南京210023）［摘要］多功能和数字化控制是现代电源技术发展的重要方向.本文设计了一种新颖的高精度、多功能程控电源.系统采用模块化设计，主要包括信号发生器、恒流源、多功能程控调节电路、功率放大器和触摸式液晶显示屏等模块.设计的电源，既能提供±15V 的稳压电源，并实现0~1200mA 的可编程恒流输出；也能作为高精度信号发生器输出0~100kHz 的正弦波、三角波和0~10kHz 的方波甚至是任意波形的功率电源，达到一机多用，减少实验室仪器设备数量、节省实验桌面空间的目的.［关键词］DDS ，信号发生器，程控电源［中图分类号］TN86［文献标志码］A ［文章编号］1672-1292（2016）02-0041-06Design of Novel Multifunctional Programmable Power Supply Based on DDSWang Zheng ，Xu Xia ，Zhang Qiang ，Xu Yinlin（School of Physics and Technology ，Nanjing Normal University ，Nanjing 210023，China ）Abstract ：Multi -functional and digital control is an important development direction of the power of modern technology.This paper presents a novel high -precision ，multi -functionally programmable power supply.The system uses a modular design ，including signal generator ，a constant current source ，multi -programmable regulating circuit ，a power amplifier and a touch -screen LCD display module.Design of power provides ±15V power supply ，and to achieve 0-1200mA pro⁃grammable constant current output.It can also be used as high -precision sine wave signal generator output 0-100kHz ，triangle and square waves 0-10kHz and even arbitrary waveform power supply to achieve more than one machine ，re⁃ducing the number of laboratory equipment and saving desk space experiments.Key words ：DDS ，signal generator ，programmable power supply 在科学研究或学生实验中既要频繁使用稳压、恒流电源，也经常需要用到频率、幅值和输出波形可控的正弦波、方波、三角波甚至任意波形的信号发生器.不仅实验桌往往被电源堆满，各种电源线交错连接，也容易造成实验中误碰而导致实验结果错误.针对上述问题，本文设计了一种多功能程控电源，既可作为普通输出可调的稳压、恒流电源使用，也可在实验室场合作为功率信号发生器使用，满足中学、大学物理实验以及科研对于电源的需求.本文介绍了该多功能电源的电路原理、实现方法，并给出了具体电路.1系统基本工作原理系统的总体设计方案如图1所示.系统主要包括触摸式液晶屏、DDS 信号发生器电路、基准源、多功能程控调节电路、功率放大电路、恒流源.触摸式液晶屏作为人机界面，选择输出的电源类型以及配置各项参数；DDS 信号发生器电路产生基础频率可控的正弦波、方波、三角波；基准源提供基准电压；多功能程收稿日期：2016-04-11.通讯联系人：徐寅林，博士，教授，研究方向：精密仪器仪器设计.E -mail ：xuyinlin@图1电源系统原理框图Fig.1Block diagram of the power supply system南京师范大学学报（工程技术版）第16卷第2期（2016年）控调节电路对选择的参考信号进行程控调节；功率放大电路实现对信号的功率放大；恒流源实现0~1200 mA的可编程恒流输出.2主要硬件单元设计本设计硬件部分主要由DDS信号发生器电路、多功能程控调节电路、恒流源和功率放大电路等组成.电源输出功率信号源是由信号发生器经多功能程控调节电路和功率放大电路后得到，信号发生器的性能高低是决定其频率精度以及稳定性的重要因素之一.因此，设计一个高频率精度、稳定性强的信号发生器是保证电源性能的关键.2.1DDS信号发生器电路传统的信号发生器采用分立元件以及模拟集成电路，以RC或LC自激振荡为主振级的信号发生器，虽然结构简单，频率范围宽，但仍克服不了稳定性、准确性差的问题.石英晶体振荡器虽然稳定性和准确性高，但其频率不可调，工作场合比较单一.针对传统信号发生器的缺陷，本设计中采用DDS来产生信号波形.DDS的工作原理如图2所示，直接数字频率合成DDS技术［1-2］基于采样定理，将相位累加器输出的相位码通过查表映射成正弦波幅度码，经D/A转换和低通滤波后，产生正弦波形，其输出波形频率与相位可由控制字设置.图2DDS工作原理图Fig.2Work diagram of DDS本设计采用ADI公司的DDS芯片AD9833，输出频率范围为0~12.5MHz，工作电压为3V时，功耗仅为12.65mW，具有低功耗、频率和相位可数字编程等特点，能够产生正弦波、三角波和脉冲波输出［3-4］. AD9833的输出频率为：f out=M·f MCLK/228，（1）式中，f MCLK为时钟频率；M为频率控制字，可根据预设的输出频率逆推计算出相应的频率控制字.当AD9833输入时钟速率为25MHz时，可实现0.1Hz的分辨率；时钟速率为1MHz时，则可实现0.004Hz的分辨率. DDS信号发生器电路图如图3所示.本文采用两种方案提供DDS芯片所需要的时钟源MCLK：用户需要高频率段信号源时，直接使用外接12MHz有源晶振信号；需要低频率段的信号源时，则使用新唐ARM可编程时钟输出信号［5］.在不增加额外器件的情况下，提高AD9833发生信号的输出精度.MCU采用新唐ARM的M452LG6AE，该ARM支持可编程的时钟输出，带有一个2的若干次幂的频率分频器，分频器是由16个链式的二分频器组成的移位寄存器.其中被输出值由一个16选1的多路转换器选择，该多路转换器接到CLKO管脚上，因此共有2的16次幂种的时钟分频选择.图3DDS信号发生器电路图Fig.3Hardware diagram of DDS signal generator circuit王政，等：基于DDS的新颖多功能程控电源的设计时钟输出公式为：f CLKO=f in/2(N+1)，（2）式中，f in为输入时钟频率；f CLKO为时钟分频器输出频率；N为FREQSEL（CLK_CLKOCTL［3：0］）中的4位值.采用分频器产生的可编程时钟输出，可为AD9833信号发生器提供可编程的时钟输入，即f CLKO=f MCLK.2.2多功能程控调节电路由于AD9833输出正弦波、三角波和方波的电压幅值不可调，故DDS信号发生器直接输出的模拟信号幅值固定，无法满足幅值可调的要求.为实现对输出模拟信号幅值的数字控制，本设计利用D/A转换电路输出模拟电压与输入数字量及参考电压的关系，构成一种特殊的微控制器数字程控电压输出电路［6］.图4为多功能程控调节电路.D/A转换电路输出模拟电压值v OUT、参考电压值v REFA、v REFB及D/A输入数字量D IN1、D IN2之间的关系为：v out=-æèçöø÷-v REFAD IN14096D IN24096=v REFA∙D IN1D IN240962.（3）上式中，参考电压v REFA可通过继电器切换至DDS信号发生器电路或恒定基准电压源上.根据用户的不同使用要求，多功能程控调节电路起着不同的作用：（1）可控规则信号发生器功能此时DDS输出峰值固定的正弦波、三角波或方波作为v REFA，微处理器通过SPI总线设置D/A转换器的D IN1、D IN2实现信号发生器的程控放大倍数.（2）任意信号发生器功能基准电压源作为v REFA，微处理器通过定时检索内部波表值获取任意波形数据D IN1、D IN2，实现任意波形信号发生器功能［7］.（3）直流稳压源功能基准电压源作为v REFA，根据用户需要的稳压电源输出电压，微处理器输出相应的D IN1、D IN2，实现幅度可调节输出的直流稳压电源.（4）直流恒流源功能基准电压源作为v REFA，根据用户需要的稳压电源输出电压，微处理器输出相应的D IN1、D IN2，输出的v OUT进一步控制恒流源模块的电压控制端，实现可控恒流源输出.本文综合利用了D/A特性，把双DAC级连使用，即把第一级的DAC输出作为第二级DAC的参考电压，变为24位分辨率的DAC.市面上24位分辨率的DAC价格昂贵，本文的设计在不增加成本的基础上，提高了分辨率.图4多功能程控调节电路Fig.4Multifunction programmable regulating circuit南京师范大学学报（工程技术版）第16卷第2期（2016年）2.3功率放大电路与恒流源功率放大电路与恒流源电路如图5所示.功率放大电路由连续输出功率68W 的LM3886构成，对输入的信号进行4倍放大.其输出与输入的关系为：V LM3886_OUT =4×V LM3886_IN .（4）恒流源采用KC24H 系列大功率恒流驱动器，输出最大电流为1200mA ，效率为97%.图5功率放大电路与恒流源电路Fig.5Power amplifier circuit and constant current source circuit3软件设计系统软件部分包含：M452单片机的PC.1口复用为CLKO ，可实现可编程时钟的输出；配置硬件SPI 向AD9833和LTC1590写命令以及初始化；M452的I/O 口控制继电器的选择.3.1M452的可编程时钟输出选择M452的外接12MHz 的晶振并实现分频输出，需要控制M452的时钟输出控制寄存器（CLK_CLKOCTL ）.往CLKOEN （CLK_CLKOCTL ［4］）写1，分级计数器开始计数.往CLKOEN（CLK_CLKOCTL ［4］）写0，分级计数器持续计数，直到分频时钟达到低电平并保持在低电平状态.把M452的PC1引脚复用为时钟输出功能并使能时钟输出，时钟为外接高速时钟，即可对12MHz 外接时钟进行所需的2次分频输出.图6为可编程时钟输出软件流程图.3.2AD9833和LTC1590的硬件SPI 实现本文采用新唐M452的单片机，包含3组SPI 控制器［8］，支持主机和从机工作模式，支持2位传输模式，支持双I/O 和四I/O 传输模式，一个事务传输的数据长度可配置为8到32位，提供独立的4级/8级深度发送和接收FIFO 缓存支持MSB 或LSB 优先传输等，功能强大.SPI 对AD9833与LTC1590进行操作.图7为主程序的流程图，阐明了整个软件系统的设置过程.4实验分析可编程时钟输入提高了DDS 波形精度.图8（a ）为AD9833输入晶振3MHz 情况下产生的100kHz 正弦波，（b ）为AD9833输入晶振12MHz 情况下产生100kHz 的波形.精度提高十分明显.图6可编程时钟输出软件流程图Fig.6Programmable clock output software flow王政，等：基于DDS的新颖多功能程控电源的设计图7主程序流程图Fig.7The main program flow图8改变晶振对比图Fig.8Crystal change comparison功率信号源与稳压源的输入与输出，通过数据分析与软件标定，精度可达到0.01V.恒流电路模拟输入电压与输出电流的关系如图9所示.电压输入为0.2V 时输出最大电流1200mA ，电压输入4.5V 时，电流夹断为0.从采集的数据得出恒流电路的线性度高，实验数据与理论值相符合.实验证明，本文设计的多功能程控电源，能够连续输出功率为68W 高精度的0~100kHz 的正弦波、三角波和0~10kHz 的方波的功率信号电源，也能提供程控的±15V 的稳压电源，还能实现0~1200mA 的可编程恒流输出及任意波输出.整个系统控制精度高，简单易行.5结语本文设计了一种新颖的多功能程控电源，使系统整体的性能得到较大提升.该电源可以很好地解决市面上电源品种单一问题，不仅将功率信号源、恒流源和稳压源整合在一起，在器件选择方面也是经济实用，有很大的实际应用价值.图9模拟输入电压与输出电流Fig.9Analog input voltage and output current南京师范大学学报（工程技术版）第16卷第2期（2016年）［参考文献］（References）［1］CORDESSES L.Direct digital synthesis：a tool for periodic wave generation［J］.IEEE signal processing magazine，2004，21（5）：50-54.［2］刘明成，梁斌，于振声.基于DDS技术的程控信号源设计［J］.天津师范大学学报（自然科学版），2007，27（4）：74-76.LIU M C，LIANG B，YU Z S.Design of program-cintrolled supply oscillator based on DDS［J］.Journal of Tianjin normal uni⁃versity（natural science edtion），2007，27（4）：74-76.（in Chinese）［3］罗珺，阮程，徐寅林.具有精确基准频率的数控半桥PWM输出调整电路［J］.南京师范大学学报（工程技术版），2011，11（1）：52-54.LUO J，RUAN C，XU Y L.Study on the characteristics of the resonant frequency of the ultrasonic scalpel transducer［J］.Journal of Nanjing normal university（engineering and technology edition），2011，11（1）：52-54.（in Chinese）［4］周红敏，王红玉，顾艳丽.直接数字频率合成技术及其实现方案［J］.科技咨询导报，2007（24）：121-122.ZHOU H M，WANG H Y，GU Y L.Direct digital frequency synthesis technology and its implementation［J］.Science and tech⁃nology innovation herald，2007（24）：121-122.（in Chinese）［5］刘军，张洋，严汉宇.原子教你玩STM32（库函数版）［M］.北京：北京航天航空大学出版社，2013.LIU J，ZHANG Y，YAN H Y.Atoms teach you to play STM32［M］.Beijing：Beihang University Press，2013.（in Chinese）［6］康华光.电子技术基础数字部分［M］.5版.北京：高等教育出版社，2006.KANG H G.Digital electronic technology base part［M］.5th ed.Beijing：Higher Education Press，2006.（in Chinese）［7］刘文辉，周严.程控任意波形功率电源的研究［J］.电子设计工程，2011（6）：168-171.LIU W H，ZHOU Y.Research of a controllable powering arbitrary wave generator［J］.Electronic design engineering，2011（6）：168-171.（in Chinese）［8］易志明.SPI串行外设接口及其实现［J］.自动化与仪器仪表，2002（6）：45-48.YI Z M.SPI serial peripheral interface and its implementation［J］.Automation&instrumentation，2002（6）：24-48.（in Chinese）［责任编辑：严海琳］。
AD转换器设计与应用
Ø 主电路的规划 HT46R47微控器主电路及显示电路如图一所示，规划使用 PA3-PA0经由
74LS47译码 IC 控制四个共阳型七段显示器之数字、PA4控制四个共 阳型七段显 示器之小数点、PA6-PA5经由74LS139译码 IC 控制四个共阳型七段显示器之电源 供扫瞄显示及扫瞄按键、PA7读取按键值，图中四个二 极管主要隔离作用、当 数个按键同时按下时可以避免74LS139译码 IC 之输出短路。AD590（电流型）、 PT100（电阻型）及 K 型热电耦（电压型） 温度感测电路如图2、图3、及图4 所示，经由 OP07放大器将讯号放大、当温度从摄氏0度至100度变化时输出电压 范围为0~5V 之间，再分别接入 HT46R47微控器的 PB0~PB2接脚。利用 PD0以 脉波宽度调变方式 (PWM)经由继电器来控制加热器的启闭，考量 PD0重置时为 高电位，因此使用晶体管设计成反相器，当 PD0送出低电位时激活加热器；反之， PD0送出高 电位时可关闭加热器。 四颗共阳极七段显示器显示规划如表5所示，编号 DS1用来标示第几信道，例如： 显示“0”表示信道 AN0(AD590传感 器)，编号 DS2- DS4七段显示器系显示温度 DS2为拾位数、DS4为小数点第一位，显示范围为99.9-0.00。为了区隔显示目前 温度与设定温度，故在显示目前温度时 以正常方式显示，反之显示设定温度时 则以闪烁显示方式处理。
基于FPGA程控稳压电源设计—论文
基于FPGA的程控稳压电源设计学院名称：专业：班级：姓名：指导教师姓名：指导教师职称：2012年6 月基于FPGA的程控稳压电源设计摘要：直流稳压源是一种常见的电子仪器，其广泛应用于实验教学和科学研究等领域。
本设计提出了一个基于FPGA的程控稳压电源的方案。
通过按键向FPGA输入信号，FPGA 得到“十位”和“各位”计数脉冲信号，通过计数器模块计数，内部计数器的信号一路送给外部显示电路来显示当前的电压值，另一路经过D/A转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压，同时实现双路输出。
实际测试结果表明，本系统具有易调节，高可靠性，操作方便，电压稳定度高，其输出电压采用了数字显示的特点。
关键词：直流稳压电源；程控电源；FPGA；VHDLThe program-controlled power supply design based on FPGAAbstract:DC source is a kind of common electronic instrument, it is widely applied in the experimental teaching and scientific research. This project is to design a FPGA based programmable power supply. The key to the system through the FPGA input signal, FPGA is" ten" and" you" counting pulse signal, the counter module count, internal counter signal path to an external display circuit to display the current voltage value, via a D/A converter ( DAC0832) output analog quantity, then pass through an operational amplifier isolation amplifier, to control the output power pipe base, with the power transistor base-emitter voltage change and different voltage output, while achieving dual output. The actual test results show that, the system has easy adjustment, high reliability, convenient operation, high voltage stability, the output voltage by the digital display characteristics.Keywords: DC power supply；programmable power supply; FPGA; VHDL目录前言 (1)第1章程控直流稳压电源设计原理 (2)1.1直流稳压电源基本原理 (2)1.2程控电源的基本原理 (4)1.3基于FPGA的电源的基本原理 (6)第2章硬件电路设计 (7)2.1按键电路 (7)2.2显示电路 (7)2.3 DAC0832转换电路 (8)2.4 FPGA电路 (9)2.4.1供电电源部分 (9)2.4.2 I/O电压、内核电压供电连接部分 (9)2.4.3 时钟信号部分 (10)2.4.4 EP2C5T144芯片部分 (10)2.4.5 配置芯片部分 (11)第3章系统软件设计 (12)3.1系统软件整体设计 (12)3.2软件模块设计 (12)3.2.1分频器模块设计 (12)3.2.2键盘输入模块设计 (15)3.2.3 100进制计数器模块设计 (17)3.2.4 数据选择器模块设计 (19)3.3.5位码选择器模块设计 (20)3.2.6驱动共阴极数码管七段译码器模块设计 (21)3.2.6二-十进制译码器模块设计 (22)3.2.7层次化设计 (23)第4章系统运行与调试 (27)4.1系统运行过程 (27)4.2测试结果 (30)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (36)附录1 硬件实物图 (37)附录2 硬件电路图 (38)附录3 元器件清单 (40)附录4 程序代码 (41)前言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，被广泛的应用于电子产品生产线、实验室、工业控制和信息通讯等领域。
ADDA转换器原理及控制电路设计PPT课件
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电子设计创新开放实验讲义
2.5 DAC的转换精度与转换速度
1. 转换精度
①分辨率：表示DAC对模拟量的分辨能力，它是最低有效位（LSB）所对应模拟 量的值。由于满度值所代表的模拟值在不同的应用中是可变的，因 此分辨率通常用DAC二进制的位数来表示，如8位、10位、12位，有 时也表示成：分辨 1率 LSB1 FSR2n1
电子设计创新开放实验讲义
D/A、A/D转换器原理及控制电路设计
1、 概述 2、 D/A转换器 3、 A/D转换器
22.11.2020
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电子设计创新开放实验讲义
1、 概述
能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称 A/D转换器或ADC；能将数字量转换为模拟量的电路称为 数模转换器，简称D/A转换器或DAC。ADC和DAC是沟通 模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。
②转换误差：指实际输出模拟电压与理想值之间的最大偏差。
通常有两种表示方法，即绝对误差、相对误差。
绝对误差：用最低有效位的分数形式表示，如±(1/2)LSB，则它表示最大误差：
VE
1 VFS 2 2n 1
相对误差：用最大误差与满量程电压VFS的百分数表示。例如相对误差为±0.1%，
则表示最大误差：VE=±0.1%·VFS，如果VFS=10V，VE=±10mV。
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③取样—保持电路
电子设计创新开放实验讲义
原理：
①S(t)=1,T٧,VI对CH充电,VO=VI 采样
保持
,VO=VC不变S(t)=0,T②
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电子设计创新开放实验讲义
基于14位D-A转换器的高精度程控电流源设计
基于14位D/A转换器的高精度程控电流源设计介绍14 位D/A 转换芯片MAX7534，阐述了以其为核心组成高精度程控电流源的原理，通过其在电液执行机构智能测量仪给定部分中的应用，给出了实用的硬件电路和软件设计思路。
关键词：数模转换芯片；程控电流源；硬件电路；MAX7534Highprecision Programmable Current Source Based on 14 bit DACZHOU Zheng(Dept. of Electrical Engineering, Lanzhou Higher Polytechnic College,Lanzhou 730050, China)Key words: D/A converter; programmable current source; hardware circuit; MAX75341MAX7534 简介MAX7534 是14位D/A 芯片，其引脚排列如图1 所示。
采用20 脚DIP 封装；单12～15V 电源供电；输出电流信号；低功耗，静态时耗电＜20nA；并行数据输入双缓冲方式，与8 位单片机接口方便。
当输入数字量为D，参考电压为VREF 时，计算公式为上式中a1 为最高有效位(MSB)，a14 为最低有效位(LSB)。
由于D/A 输出的模拟量为电流量，要通过一个反相输入的运放才能转换为模拟电压输出。
所以，公式(1)变为由式(3)可知，在参考电源一定时，MAX7534 数字量输入与模拟输出电压输出关系如表1 所示。
①电源类逻辑电源VDD 接+12～15V 电源；数字地DGND 和模拟地AGNDF 和参考地AGNDS 通常共地；REF 为参考电压输入端，该端外接基准参考电压10.000V；RFB 为反馈电阻输入端；VSS 负电源端。
②模数信号类IOUT为模拟电流输出端。
D0～D7 为数字并行口。
为地址输入端，不同地址逻辑选择不同数据输入位数。
《DA转换器实验》的实验报告
实验D/A转换实验
10.1 实验目的
(1) 学习掌握数/模信号转换基本原理及接口设计方法。
(2) 掌握DAC0832芯片的使用方法。
10.2 实验设备
PC微机一台、TD-PIT+实验系统一套、示波器一台。
10.3 实验内容
设计实验线路并编写程序，实现数字信号到模拟信号的转换，输入数字量由程序给出。
要求产生方波、锯齿波和三角波，并用示波器观察输出模拟信号的波形。
10.4 实验原理
D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是：接收、保持和转换的数字信息，不存在随温度、时间漂移的问题，其电路抗干扰性较好。
大多数的D/A转换器接口设计主要围绕D/A集成芯片的使用及配置响应的外围电路。
DAC0832是8位芯片，采用CMOS工艺和R-2RT形电阻解码网络，转换结果为一对差动电流Iout1和Iout2输出。
DAC0832引脚如图10-1所示。
主要性能参数如表10-1示。
图10-1 DAC0832的引脚图
表10-1 DAC0832性能参数
10.5 实验说明及步骤
(1)确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。
(2)首先运行CHECK程序，查看I/O空间始地址。
(3)利用查出的地址编写程序，然后编译链接。
(4)参考图10-2所示连接实验线路。
(5)运行程序，用示波器观察输出模拟信号波形是否正确。
(a)产生方波(b)产生三角波
图10-2 D/A转换实验参考程序流程图
图10-2 D/A转换实验参考接线图。
基于12位DA转换器实现数控直流电流源的设计
基于12位D/A转换器实现数控直流电流源的设计电流源是一种能向负载提供恒定电流的电路，它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点，又可以作为其有源负载以提高放大倍数，在差动放大电路，脉冲产生电路中得到了广泛应用。
2005年全国大学生电子设计竞赛的F题就是数控直流电流源设计。
设计题目要求设计并制作数控直流电流源，输入交流为200V－240V，50Hz，输出电流电压≤10V，具体技术指标如下：输出电流范围：20mA－2000mA，步进1mA；可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的 ≤给定值的0.1％＋1mA，可显示电流的实测值，要求测量误差的 ≤测量值的0.1％＋3个字。
改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的 ≤输出电流值的0.1％＋1mA；纹波电流≤0.2mA。
根据上述设计要求，实现电流调节范围20mA－2000mA（输出电流电压≤10V），并顾及器件极限功耗的局限，电流源采用TIP122型普通功率放大器和OP07型达林顿管相结合的方案，间接控制电流大小，其主回路电路如图1所示。
基于12位D/A转换器实现数控直流电流源的设计图1中负载端的 电压值（10V）决定了负载的 电阻值（5Ω），它又决定了电流源工作电源的 电压值及所用功率器件的极限电压参数。
后级R0为采样电阻器，选用大功率的康铜电阻丝自行绕制而成，阻值为5.00Ω，RL为负载电阻器（0Ω－5Ω），选用大功率滑线变阻器，由此可知负载电流IL≈VIN/R0，与RL无关，当VIN恒定不变时，改变采样电阻R0的阻值大小，可改变IL的恒定值，OP07输出端接TIP122的基极，由于基极的电流很小，电流极限和功耗极限都满足，同时TIP122能满足5A大电流的要求，电流调整率小且稳定。
由于输出电流调整采用步进方式，其电流调整率≤1‰，即1mA（输出电流电压≤10V）的指标，经计算，12位D/A转换器的转换 达0.0024V，满足系统要求的 ，笔者采用DAC1201KP－V型12位D/A转换器作为电流输出控制的转换 。
基于D_A转换器的程控电源设计
文章编号:1003-1251(2004)03-0042-04基于D/A 转换器的程控电源设计黄珍贵,张 ,刘国福(国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙,410073)摘 要:把直流稳压电源的高稳定特性与单片机系统自动检测和控制技术相结合,运用适当的算法进行电压调整和电路保护,实现了一种基于D/A 转换器的程控电源高精度和高分辨率.介绍了整体电路的设计和单片机系统的硬件及软件流程.关键词:直流稳压电源;单片机;D/A 转换器中图分类号:TP273 文献标识码:A2004年9月第23卷第3期沈阳工业学院学报JOURNA L OF SHE NY ANG INSTIT UTE OF TECH NO LOGY V ol.23N o.3Sep.2004 在各种电子电路实验中,电源是一种必不可少的仪器,目前实验所用的电源大多是只有固定电压输出(例如常用的有:±5V 、±12V 或±15V ),其缺点是输出电压不可人为的改变,输出精度和稳定性都不高;在测量上,传统的电源一般采用指针式或数字式来显示电压或电流,搭配电位器调整所要的电压及电流输出值.若要调整精确的电压输出,须搭配精确的显示仪表监测;又因电位器的阻值特性非线性,在调整时,需要花费一定的时间,且会产生漂移,使得最终只好因陋就简.随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、输出精度和稳定性要求越来越高,利用D/A 转换器的高分辨率和单片机的自动检测技术设计程控电源[1]就显示出其优越性.程控电源既能方便输入和选择预设电压值又具有较高精度和稳定性,而且还可程控实现对电源的可编程监控,如模拟电压跌落、间断或起伏等情况,即可编程电源也可以看作一种功率型的低频信号发生器.程控电源可以任意设定输出电压或电流,所有功能由面板上的键盘或通过RS -232C 串口连接的上位微机实现,给电路实验带来极大的方便,提高了工作效率.1 工作原理本电源以常规稳压电源为基础电源,以高性能单片机和数模转换器为控制电路,在控制和检测软件支持下,把预先给定值通过单片机的的输出口送至相应的的D/A 转换器转换为相应的给定模拟电压,以替代常规稳压电源中的比较参考电压,使输出电压或电流随着参考电压的变化而变化,其原理如图1所示.用户可根据需要通过键盘设定稳压电源的输出值.图1 程控电源框图收稿日期:2004-06-14作者简介:黄珍贵(1970—),男,湖南湘潭人,硕士研究生12 系统硬件配置程控电源整机框图如图2所示,它主要由键盘、液晶显示、单片微机系统、D/A 转换电路、报警电路、检测电路和直流稳压电路等七部分组成.根据需要,可扩展RS232接口.2.1 单片微机系统单片机系统是程控电源的核心.它通过软件的运行来控制整个仪器的工作,从而完成设定的功能.单片机系统以AT89C52[2]为CPU ,它是由美国AT ME L 公司生产的低电压、高性能8位C M OS 单片机,片内含8K 字节的F LASH 或PEROM 和256字节的RAM ,器件采用AT ME L 公司的高密度、非易失性存储技术生产,与标准MCS -51指令系统及8052产品引脚兼容.AT89C52接收检测电路的外部中断信号,也接收来自键盘的信息,并对输入的信息进行处理,从而确定仪器原工作状态及输出电压的大小.此外,AT89C52还能根据工作温度自动调节风扇转速,如果发生过热现象,还能驱动报警电路工作.图2 整机系统框图2.2 D/A转换电路D/A 转换器采用12位电压输出型、内置双缓冲输入锁存器和齐纳基准电源的M AX508[3],通过双缓冲锁存器实现与微处理器接口,数据输入允许低8位和高4位分段右移输入.M AX508提供的片内量程电阻可以外接产生双极性输出电压范围为±5V 或单极性输出电压范围为05V 、010V 的几种输出方式.本电源中采用010V 的单极性输方式,如图3所示.此时ROFS 与AG ND 相连,RF B 与VOUT 相连,采用直接二进制编码见表1.图3 D/A 连接电原理图2.3 智能型风扇系统在工作过程中如果温度过高会使芯片烧坏,因此系统必须有散热装置,本电源系统采用散热片和智能型风扇如图5所示.智能型风扇主要由M AX6660[4]控制,它是一款远端结温传感器和风扇速度调节器,提供了完备的风扇控制解决方案.远端温度传感器通常采用一个廉价且易安装的2N3904NPN 或2N3906PNP.该器件还包括一个闭环风扇控制器,根据转速计反馈来调节风扇速度.M AX6660将温度风扇门限温度和增益设定相比较,两者均可通过S M Bus 由用户编程.其结果是实现与远端结温成正比的自动风扇控制.可以在任何时候断开温度反馈环,以便由系统控制风扇速度.风扇速度是通过电压控制的,与PW M 控制相比,更加安静和可靠.2.4 保护电路为了使程控电源能可靠、安全地工作,本系统设置多重监测和保护系统,主要包括软启动电路、・34・第3期 黄珍贵等:基于D/A 转换器的程控电源设计过温保护、过压保护、过流保护,其中过温保护采用中断方式控制.本系统采用M AX6660检测电路中晶片的工作温度,若温度超过给定值,温度传感器调理器就给单片机中断信号,单片机启动声光报警,经过一定时间切断电压输出.2.5 键盘和显示程控电源的键盘和显示部分安装在仪器的操作面板上,由16个键和液晶显示模块LC M 组成.其中LC M 模块选用某电子有限公司生产的图形点阵液晶显示模块S MG 240128A ,其内置T6963C 及兼容控制器,它可显示电源输出的电压值、显示存储数据和工作状态,还可进行报警显示.3 软件设计系统应用程序的结构可分为主程序和若干子程序.3.1 主程序1)初始化程序:在初始化过程中,先是将8052各个口复位,清RAM 区的各个寄存器、缓冲区.程序正常运行后,将不再进入初始化程序,只有当仪器启动或复位时才进入该程序.初始化完成后,开外部中断.2)功能处理程序:当按下这些键时,经过判断,转各自的处理程序.这些程序是相似的,主要功能是显示各自的字符,设置各自的标志.3)RUN 键处理程序:当按下功能键后,再置入数字,然后按下RUN 键,可以得到与置入数值大小相等的电压输出.4)C LR 键处理程序:清除键(C LR )的主要功能是,根据当前状态的不同,清除不同的工作区.当程序进入出错处理子程序时,只有按下C LR 后,才能使仪器恢复正常工作.图4 主程序框图3.2 子程序子程序包括:读键盘子程序、中断子程序、显示子程序、出错处理子程序、计算子程序、存储和读取子程序等.4 结论利用单片机和数模转换器控制的直流稳压电源,完全改变了传统直流稳压电源的设计,具有新颖性,独创性和先进性.它不仅能作为常规的科研实验电源用,而且可以通过软件编程的方法使稳压・44・沈阳工业学院学报 2004年电源产生连续变化的输出电压,具有很高的性价比.参考文献:[1]赵学泉,张国华.电源电路[M].北京:电子工业出版社,1995.[2]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999.[3]美国M AXIM 公司产品资料[Z],2004.The Design of Programmable Pow er Supply B ased on Digital to Analog ConverterHUANG Zhen 2gui ,ZHANG Qi(National University of Defense T echnology ,Changsha 410073,China )Abstract :In this paper ,through combining the special stabilization characteristics of DC 2stabilized power supply ,au 2tomatic detection of single chip microcontroller system and control technique ,using proper alg orithm to adjust v oltage and protect circuit ,the high 2precision and high res olution programmable power supply based on Digital to Analog C on 2verter is accom plished.The design of the whole electric circuit ,the hardware and the flow of s oftware of the single clim pmierocontroller system are introduced briefly.K ey w ords :DC 2stabilized power supply ;single chip microcontroller ;digital to analog converter・54・第3期 黄珍贵等:基于D/A 转换器的程控电源设计。
ADDA转换电路实验
实验九D/A、A/D转换电路一、实验目的：1、熟悉D/A和A/D转换器的转换过程和原理。
2、掌握D/A转换器DAC0832和A/D转换器0809的基本使用方法。
一、实验设备及器件1、DAC0832 8位数模转换器1片2、ADC0809 8位模数转换器1片3、uA741 运算放大器1片4、双踪示波器一台，直流数字电压表一支5、电阻电容导线若干。
1、数字逻辑教学仪一台。
二、实验预习要求1、复习A/D、D/A转换的工作原理。
2、熟悉ADC0809、DAC0832各引脚功能，使用方法。
四、实验原理：1、DAC0832原理介绍0832是电流输出型8位D/A转换电路，它采用CMOS制造工艺，可直接和8位微处理器相连而不需要另加I/O接口，该芯片和TTL系列及低压CMOS系列相兼容，是目前应用很广泛的一种集成DAC器件。
芯片的结构框图和引脚排列图如下：如图(9-1)图(9-1)D0~D7是8位数据信号输入端，I out1和I out2是电流输出端，V ref是基准电压输入端，Vcc 是电源电压+5V~+15V选用，AGND、DGND模数接地端，R fb是反馈电阻连接端。
DAC0832输出的是电流，要转换成电压，还必须经过一个外接的运算放大器和反馈电阻RF外接运算放大器后的输出电压为：V0=-V ref (27D7+26D6+…+21D1+20D0) /28由上式可见，输出电压V0与输入的数字量成正比，这就实现了从数字量到模拟量的转换。
一个8位的D/A转换器，它有8个输入端，每个输入端是8位二进制数的一位，有一个模拟输出端，输入可有28=256个不同的二进制组态，输出为256个电压之一，即输出电压不是整个电压范围内的任意值，而只能是256个可能值。
DAC0832转换电路图如下图(9-2)图(9-2)2、ADC0809原理介绍ADC0809是采用CMOS工艺制成的单片8位8通道逐次渐进型模/数转换器，其逻辑框图和引脚排列图如图(9-3)图(9-3)器件有8位逐次渐进型A/D转换器、地址锁存与译码电路、模拟开关和三态输出锁存器等部分组成。
基于D类音频放大器的程控交流电源的设计
一
个 脉 宽调 制 器 、两 个输 出ＭＯ Ｆ Ｔ Ｎ 的正 弦 波 输 入 的 幅 度 即 可 实 现 最大 Ｓ Ｅ ￣
一
０ Ｖ正 弦波对应输 出 。但是 ，首先需 个用于恢复被放大的音频信号的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通 ５ ０
基于Ｄ 类音频放大器的程控 交流电源的设计
中国电子科技集 团公 司第 １研究所 ３ 何 占伟 河北汇能电力电子 有限公司 董林原 河北汇能欣源 电子技术 有限公 司 王志本
系 统 结构 与 控 制 原 理
但 需要 解 决输 入 ／ 出之 间 的隔 离 问 性 负载 产生过 电压而损 坏器件 。 电路 输
直流 电压 （ ２ Ｖ）；第二级是 逆变 出功率 可达 ３ Ｗ 。其接 法同ＴＤＡ２ ３ 了效率 ，限制 了输 出功率 。 ＞３ ５ ０ ００ 级 ，用 于把峰 值直流 电压转 变 为交流 相似 ，有单 双 电源 接法和ＢＴＬ接法 。
本设 计 采用 Ｄ类 音频放 大 器 构成
～５ ０ 有 “ 线电 压提升 ” ，这 样会造 成母 线 电时 ，最大输 出功率可达５ ０ ，工作 流 电 平 输 入 对 应 ＡＣ ０ ０ Ｖ （ 效 母 ０Ｗ
０ｋＨＺ 。如图４ 所示 ，它包括 值 ）输 出。通 过改 变Ｄ类音 频放 大 器 电容 被充 电。在半 桥拓 扑 中，电源 面 频率高达８０
接 Ｍ ８５ 电压 ，再经Ｌ 滤波 器得到５ Ｈｚ 交流 ＢＴＬ 法 采 用 两 片Ｌ １７ ，连 接 成 桥 程控 交流 电源 ，只需 对音频 放大 器的 Ｃ ０ 的
输 出电压 。全桥 逆变 器一般 采用单 极 式 电路 ，两边 的 电路结 构和参 数完 全 输入 幅度控 制就 可以 得到高 纯度正 弦 给 性控 制方式 ，其 特点 是高频 臂的 两 只 相 同 ，右边的 集成 电路 由左边 的集 成 交流 电压 。图３ 出了所研制 的程 控交 功率 管 以较 高 的开关 频率 互补开 关 ， 电路通 过一 负反馈 电阻控制 ，反之 亦 流 电源 系统结构 框 图 ，并 且给 出了每
D-A转换器接口电路
6-9 DI3- DI0
23 BYTE 1/ BYTE2
CS 1 WR1 2
21 XFER WR 2 22
8位 输入 寄存
器
12 位
DAC
4位
寄存
输入
器
寄存
器
LE LE
12 位 D/A 转换
器
10 VREF
14 IOUT2 13 IOUT1
11 Rfb 24 VCC 3 AGND
12 DGND
8
MAX5013主要特性
工作速率达100MHZ 建立时间仅13ns 内含主—从式锁存器 电源电压+5V或-5.2V 与TTL和ECL电平兼容
9
MAX5013内部结构
RSET AMP
IN
LATCH ENABLE
DIGITAL INPUTS
+
CONTROL
- AMP
(MSB)
DECODERS AND
；8255A控制口地址
；设置8255A 口 A为方式0输出 ；8255A口A地址 ；输出数据初值 ；锯齿波输出
24
锯齿波
Vo
4V
0V
不是
Vo 4V
0V
t
t
25
三角波
利用正、负向锯齿波组合，可产生三角波。
MOV DX，OFFFEH
；8255A控制口地址
MOV AL，82H
OUT DX，AL
S： MOV DX，0FFF8H
CS WR1
输入寄存器工作于直通状态
DAC寄存器工作于受控状态
16
单缓冲工作方式
PC总线
D7~D0
+5V
A9~A0
第十八讲 D-A转换器设计(与“输出”有关的文档共14张)
⑥参考电压为-10～+10V
第四页，共14页。
2、DAC0832的引脚定义
D0—D7：8位数字量输入端
CS ：片选端，低有效 ILE ：数据锁存允许
WR1 WR2
： ：
写控制信IOU号T11 写控制信号2
模拟电流输出端1 当输入数字为全”1”时,
2、D/A转换器的分类
JNZ DOWN 掌握DAC0832的引脚定义 Vout1：0~-5V
R3 程序如下：ORG 0100H
三、DAC0832的单极性电压输出方法 波形图2：双极性，f=10Hz
; 未到最低点0，返回DOWN继续
R2
R2
Vout2 ( R3Vout1 R1VREF )
Vout2
电路图如上图所示电路，请编程实现在VOUT输出一三角波。
程序如下：ORG 0100H
START: MOV DPTR, #7FFFH ; 地址指向DAC0832
MOV A, #00H
; 三角波起始电压为0
UP: MOVX @DPTR, A
; 数字量送DAC0832转换
INC A
; 三角波上升边
JNZ UP
MOVX @DPTR , A
t
INC R0 LCALL DELAY SJMP LP DELAY: …… TAB：DB 80H, 83H, 86H,89H,8DH DB 90H,93H,96H,99H,9CH ……
DB 72H,76H,79H,7CH,80H
第十四页，共14页。
第十八讲 D/A转换器设计
本讲要求：
了解D/A转换器的相关性能参数
采用D_A转换器实现可编程放大器的设计_程晓玲
第20卷第2期2005年6月天津科技大学学报Journal of T i a nji n Un i v ersity of Sc ience&Techno l o gyVo.l20 No.2Jun. 2005[应用技术]采用D/A转换器实现可编程放大器的设计*程晓玲,雷淑英(天津科技大学电子信息与自动化学院,天津300222)摘 要:依据电子技术理论,采用模/数相结合的设计方法,设计讨论了一种增益可调的编程放大器的实现方法,并对其进行了理论分析,给出了实际应用电路。
关键词:D/A转换器;运算放大器;可编程放大器中图分类号:TN722.7+1 文献标识码:A 文章编号:1672-6510(2005)02-0061-03Design of t he Applying D/A Converter I mple m enting Progra mm ableA m plifierC HENG X iao-li n g,LEI Shu-ying(Co llege o f E lectronic I n for m ati o n&Auto m ation,T ianji n Un iversity of Seience&Techno logy,T ian ji n300222,China)Ab stract:T he paper accordi ng to e l ectronic technique theory,D iscuss how t o create M ethod of akind progra mm i ng a mp lifier,and going on pr i nciple ana l ysis.F i nall y g ive out this c ircu it of t heprac tice applica tion.K ey w ords:D/A conve rter;O p Amp;P rogra mm ab l e Amp lifier1 问题提出在许多数据采集现场,特别是小信号工业现场的数据采集系统,由于信号源的多样性,常常需要采集系统的前向通道,具有可变的放大倍数,使之能对测量信号进行满量程放大,保证测量精度。
DA转换电路的设计
DA转换电路的设计实验十 D / A 、A / D 转换器一、实验目的1、了解D / A 和A / D 转换器的基本工作原理和基本结构2、掌握大规模集成D / A 和A / D 转换器的功能及其典型应用二、实验原理在数字电子技术的很多应用场合往往需要把模拟量转换为数字量，称为模 / 数转换器（A / D转换器，简称ADC ）；或把数字量转换成模拟量，称为数 / 模转换器（D / A 转换器，简称DAC ）。
完成这种转换的线路有多种，特别是单片大规模集成A / D 、D / A 转换器问世，为实现上述的转换提供了极大的方便。
使用者可借助于手册提供的器件性能指标及典型应用电路，即可正确使用这些器件。
本实验将采用大规模集成电路DAC0832实现D / A 转换，ADC0809实现A / D 转换。
1、 D / A 转换器DAC0832DAC0832是采用CMOS 工艺制成的单片电流输出型8位数 / 模转换器。
图10－1是DAC0832的逻辑框图及引脚排列。
图10－1 DAC0832单片D/A 转换器逻辑框图和引脚排列器件的核心部分采用倒T 型电阻网络的8位D / A 转换器，如图10－2所示。
它是由倒T 型R －2R 电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压V REF 四部分组成。
图10－2 倒T 型电阻网络D / A 转换电路运放的输出电压为 ++=----2n 2n 1n 1n nfREF O 2D 2(D R2R V V ···…0·2D 0+) 由上式可见，输出电压V O 与输入的数字量成正比，这就实现了从数字量到模拟量的转换。
一个8位的D / A 转换器，它有8个输入端，每个输入端是8位二进制数的一位，有一个模拟输出端，输入可有28＝256个不同的二进制组态，输出为256个电压之一，即输出电压不是整个电压范围内任意值，而只能是256个可能值。
DAC0832的引脚功能说明如下： D 0－D 7 ：数字信号输入端ILE：输入寄存器允许，高电平有效CS：片选信号，低电平有效1WR：写信号1，低电平有效XFER：传送控制信号，低电平有效2WR：写信号2，低电平有效I OUT1，I OUT2：DAC电流输出端R fB：反馈电阻，是集成在片内的外接运放的反馈电阻V REF：基准电压（－10～+10）VV CC：电源电压（＋5～＋15）VAGND：模拟地＞可接在一起使用NGND：数字地DAC083210－3所示。
AD与DA转换电路设计
中北大学课程设计说明书学生姓名:学号：10学院: 电子与计算机科学技术学院专业: 微电子科学与工程题目: A/D与D/A转换电路设计指导教师：谭秋林职称: 副教授2014 年 6 月 27 日目录1.课程设计目的 (2)2.课程设计内容和要求 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计内容 (2)3.设计工作任务及工作量的要求 (2)4.总体设计方案 (2)4.1 AD/DA转换电路设计方案 (2)4.2 总体设计框图 (2)4.3 工作原理及硬件框图 (7)4.4 硬件电路原理图及仿真 (9)4.5 PCB版图设计 (12)5.课程设计总结 (12)6.参考文献 (12)1.课程设计目的（1）掌握电子电路的一般设计方法和设计流程； （2）学习使用PROTEL 软件绘制电路原理图及印刷板图；（3）掌握应用proteus 对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。
2.设计内容和要求（1）查阅熟悉相关芯片资料；（2）输入正弦波通过A/D 转换，把产生的数字信号通过LED 数码管显示； （3）使该数字信号再通过D/A 转换；（4）通过仿真比较输入的正弦波和输出的模拟信号；（5）利用PROTEL 绘制电路原理图和印刷板图，并利用proteus 软件仿真。
3．设计工作任务及工作量的要求（1）课程设计说明书； （2）电路原理图和印刷板图； （3）仿真图形和仿真结果。
4.总体设计方案4.1总体设计框图图1总体设计方框图4.2 AD/DA 转换电路设计方案利用单片机80C51做主控制器，采集正弦波，通过ADC0809转换器进行模数主控 制 器LED 显示单片机复位时钟振荡 数字信号转换 模拟信号转换示波器显示转换，利用单片机进行数据处理，然后将数字信号输出再通过LED数码管显示出来，再将转换的数字信号通过DAC0832转换器进行数模转换，然后将输出的模拟信号与输入的正弦波进行比较，从而完成AD/DA转换电路的设计。
d---a转换实验
实验六D/A转换实验
一、实验要求
编写程序，使D/A转换模块循环输出三角波和锯齿波。
二、实验目的
1．掌握DAC0832芯片的性能、使用方法及对应硬件电路。
2．了解D/A转换的基本原理。
三、实验电路连线
DAC0832的片选CS孔接译码处208-20F插孔（注：0832旁的短路帽应下插，做51实验时应上插）。
四、实验说明
D/A转换是量转化成模拟量的过程，本实验输出为模拟电压信号，本次实验生成的波形
较为简单，有兴趣者可试编程序生成各种波形，如方波，正弦波等，也可与键盘显示模块结合起来，构成一个简单的波形发生器，通过键盘输入各种参数，如频率，振幅（小于+5V），方波的占空比等。
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:code,SS:code
START:
push cs
pop ds
BG:
NOP
MOV DX,208H ;锯齿波MOV AL,00H
MOV CX,07ffH
BB:
OUT DX,AL
ADD AL,01
CMP AL,00H
JNZ BB
LOOP BB
NOP
MOV AL,00H
MOV CX,07ffH
EE:
OUT DX,AL
ADD AL,01H
CMP AL,0FFH
JNE EE
FF:
OUT DX,AL
SUB AL,01H
CMP AL,00H
JNE FF
LOOP EE
JMP BG
CODE ENDS
END START。
D-A转换器芯片及接口电路
D/A 转换器芯片及接口电路D/A 转换器芯片及接口电路D/A 转换器的种类按数字量输入方式，有并行输入和串行输入按模拟量输出方式电流输出和电压输出按D/A 转换的分辩率低分辩率、中分辩率和高分辩率1.8 位D/A 转换器芯片DAC0832;DAC0832 是8 位数/模转换芯片，DAC0832具有以下主要特点：●与TTL 电平兼容；●分辨率为8 位；●建立时间为1μs；●功耗为20mW；●电流输出型D/A 转换器。
(1)DAC0832 结构框图及引脚说明图4.12 DAC0832 的结构框图和引脚(2)DAC0832 工作过程①CPU 执行输出指令，输出8 位数据给DAC0832；②在CPU 执行输出指令的同时，使ILE、/CS、/WR1 三个控制信号端都有效，8 位数据锁存在8 位输入寄存器中；③当/WR2、/XFER 两个控制信号端都有效时，8 位数据再次被锁存到8 位DAC 寄存器，这时8 位D/A 转换器开始工作，8 位数据转换为相对应的模拟电流，从Iout1 和Iout2 输出。
(3)DAC0832 的工作方式双缓冲方式单缓冲方式直通方式(4)DAC0832 接口电路2. 12 位D/A 转换器芯片DAC1210与8 位DAC0832 的2 点区别分辨率为12 位，有12 条数据输入线（DI0~DI11），采用24 脚双立直插式封装。
可用字节控制信号BYTE1/2 控制数据的输入该信号为高电平时，12 位数据（DI0~DI11）同时存入第一级的两个输入寄存器；当该信号为低电平时，只将低4 位数据（DI0~DI3）存入低4 位输入寄存器。
(1)DAC1210 结构框图及引脚说明图4.14 DAC1210 原理框图(2)DAC1210 接口电路。
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图3 D/A 连接电源原理图
智能型风扇
系统在工作过程中如果温度过高会使芯片烧坏，因此系统必须有散热装置，本电源系统采用散热片和智能型风扇。 智能型风扇主要由MAX6660控制，它是一款远端结温传感器和风扇速度调节器，提供了完备的风扇控制解决方案。 远端温度传感器通常采用一个廉价且易安装的2N3904 NPN 或2N3906 PNP。 该器件还包括一个闭环风扇控制器，根据转速计反馈来调节风扇速度。MAX6660 将温度风扇门限温度和增益设定相比较，两者均可通过SMBus 由用户编程。 其结果是实现与远端结温成正比的自动风扇控制。 可以在任何时候断开温度反馈环，以便由系统控制风扇速度。 风扇速度是通过电压控制的，与PWM控制相比，更加安静和可靠。
子程序
子程序包括：读键盘子程序、中断子程序、显示子程序、出错处理子程序、计算子程序、存储和读取子程序等。
结 论
利用单片机和数模转换器控制的直流稳压电源，完全改变了传统直流稳压电源的设计，具有新颖性，独创
性和先进性。 它不仅能作为常规的科研实验电源用，而且可以通过软件编程的方法使稳压电源产生连续变化的输出电压，具有很高的性价比。
保护电路
为了使程控电源能可靠、安全地工作，本系统设置多重监测和保护系统，主要包括软启动电路、过温保护、过压保护、过流保护，其中过温保护采用中断方式控制。 本系统采用MAX6660 检测电路中晶片的工作温度，若温度超过给定值，温度传感器调理器就给单片机中断信号，单片机启动声光报警，经过一定时间切断电压输出。
基于D/A转换器的程控电源设计
引 言
在各种电子电路实验中，电源是一种必不可少的仪器，目前实验所用的电源大多是只有固定电压输出(例如常用的有： ±5V、±12V或±15V) ，其缺点是输出电压不可人为的改变，输出精度和稳定性都不高：在测量上，传统的电源一般采用指针式或数字式来显示电压或电流，搭配电位器调整所要的电压及电流输出值。 若要调整精确的电压输出，须搭配精确的显示仪表监测：又因电位器的阻值特性非线性，在调整时，需要花费一定的时间，且会产生漂移，使得最终只好因陋就简。
随着科学技术飞速发展，对电源可靠性、输出精度和稳定性要求越来越高，利用D/A 转换器的高分辨率和单片机的自动检测技术设计程控电源就显示出其优越性。 程控电源既能方便输入和选择预设电压值又具有较高精度和稳定性，而且还可程控实现对电源的可编程监控，如模拟电压跌落、间断或起伏等情况，即可编程电源也可以看作一种功率型的低频信号发生器。 程控电源可以任意设定输出电压或电流，所有功能由面板上的键盘或通过RS-232C 串口连接的上位微机实现，给电路实验带来极大的方便，提高了工作效率。
键盘和显示
程控电源的键盘和显示部分安装在仪器的操作面板上，由16 个键和液晶显示模块LCM组成。 其中LCM模块选用某电子有限公司生产的图形点阵液晶显示模块SMG240128A ，其内置T6963C 及兼容控制器，它可显示电源输出的电压值、显示存储数据和工作状态，还可进行报警显示。
软件设计
图1 程控电源框图
系统硬件配置
程控电源整机框图，它主要由键盘、液晶显示、单片微机系统、D/A 转换电路、报警电路、检测电路和直流稳压电路等七部分组成。 根据需要，可扩展RS232 接口。
单片微机系统
单片机系统是程控电源的核心。 它通过软件的运行来控制整个仪器的工作，从而完成设定的功能。 单片机系统以AT89C52为CPU ，它是由美国ATMEL 公司生产的低电压、高性能8 位CMOS 单片机，片内含8K字节的FLASH或PEROM和256 字节的RAM，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51 指令系统及8052产品引脚兼容。AT89C52 接收检测电路的外部中断信号，也接收来自键盘的信息，并对输入的信息进行处理，从而确定仪器原工作状态及输出电压的大小。 此外，AT89C52 还能根据工作温度自动调节风扇转速，如果发生过热现象，还能驱动报警电路工作。
系统应用程序的结构可分为主程序和若干子程序，主程序流程图。
主程序
1) 初始化程序：在初始化过程中，先是将8052各个口复位，清RAM 区的各个寄存器、缓冲区。 程序正常运行后，将不再进入初始化程序，只有当仪器启动或复位时才进入该程序。 初始化完成后，开外部中断。
2) 功能处理程序：当按下这些键时，经过判断，转各自的处理程序。 这些程序是相似的，主要功能是显示各自的字符，设置各自的标志。
3) RUN 键处理程序：当按下功能键后，再置入数字，然后按下RUN 键，可以得到与置入数值大小相等的电压输出。
4) CLR 键处理程序：清除键(CLR) 的主要功能是，根据当前状态的不同，清除不同的工作区。 当程序进入出错处理子程序时，只有按下CLR 后，才能使仪器恢复正常工作。
图4 主程序框图
工作原理
本电源以常规稳压电源为基础
电源，以高性能单片机和数模转换器为控制电路，在控制和检测软件支持下，把预先给定值通过单片机的的输出口送至相应的的D/A 转换器转换为相应的给定模拟电压，以替代常规稳压电源中的比较参考电压，使输出电压或电流随着参考电压的变化而变化，其原理。 用户可根据需要通过键盘设定稳压电源的输出值。
图2 整机系统框图
D/A 转换电路
D/A 转换器采用12 位电压输出型、内置双缓冲输入锁存器和齐纳基准电源的MAX508，通过双缓冲锁 提供的片内量程电阻可以外接产生双极性输出电压范围为±5V 或单极性输出电压范围为0-5V、0-10V 的几种输出方式。 本电源中采用0-10V 的单极性输方式，。 此时ROFS 与AGND 相连，RFB 与VOUT相连，采用直接二进制编码。