第10章模数-数-模转换
DSP-10章AD和11章SPI
[1]允许发送/禁止发送 [0]使能中断/禁止中断.
3.状态寄存器SPISTS：[7]超时标志
（超时：没有取走接收的数据前又接到一个字符）
[6]中断标志 [5]发送缓冲器满标志 4.波特率配置SPIBRR 5.仿真接收缓冲寄存器SPIRXEMU（读时不清中断标志） 6.接收缓冲寄存器SPIRXBUF（右对齐方式） 7.发送缓冲寄存器SPITXBUF 8.发送/接收移寄存器SPIDAT(先高后低) 9.中断优先级控制寄存器SPIPRI
3.ADC时钟预定标：结构如下：
ACQPS3~ACQPS0 */2 CPU clock *1~16 PS S/H (2.PS）
若CPS=0,PS=CLK（fclk=fc)
1 A/d 11.ACLK 一次APC转换时间 S/H时间+AD转换时间
CPS=1,PS=2CLK(fCLK=fc/2)
4.校准模式
五.ADC转换应用举例：
本节介绍一个A/D采样的例程，该程序用事件管理器B的定时器4定时时间 到来触发A/D采样的启动。采样时采用级连模式，一次作16个转换，转换通道分 别是0-15。转换完成后，在A/D中断服务子程序中将转换结果读出。该程序只考 虑了作一次A/D采样。
.include “F2407REGS.H” .def _c_int0 (1)建立中断向量表 .sect “.vectors” RSVECT B _c_int0 INT1 B GISR1 INT2 B PHANTOM INT3 B PHANTOM INT4 B PHANTOM INT5 B PHANTOM INT6 B PHANTOM RESERVED B PHANTOM SW_INT8 B PHANTOM : SWINT31 B PHANTOM
电子技术基础- 模拟量和数字量的转换
EOC D0--7
第10章 模拟量和数字量的转换
10.2 A/D转换器
ADC0809管脚功能 8个模拟量输入端
启动A/D转换 转换结束信号
IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 START
EOC
D0
输出允许信号
OE
实时时钟 CLK
电源电压
UCC
正负参考电压 VREF(＋)
地 GND D1
1
28
IN2
第10章
模拟量和数字量的转换
10.1 D/A转换器
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。 1.D/A转换器的基本原理及主要技术指标
d0
输入
d1
dn-1
…
D/A
输出
u o K u (d n1 2 n1 d n2 2 n2 d 1 21 d 0 2 0 )
10.2 A/D转换器
1. A/D转换器的基本原理及主要技术指标 A/D转换器的转换过程
ui（t）
CPS S
C
uS（t）
ADC的数字 化编码电路
输入模拟电压 采样保持电路 采样展宽信号
…
Dn-1 d1
d0 数字量输出
第13章 模拟量和数字量的转换
10.2 A/D转换器
采样-保持电路
A1 _
+ +
A2 _
2.D/A转换器的构成
+VREF
IREF
R
I3 2R
S3
S2
二进制权电阻网络D/A转换器
I2 4R S1
I1 8R S0
10AD转换器
uo (V)
d0 输入 d1 uo 或 io
…
dn－1
D/A
输出
7 6 5 4 3 2 1 0
D
000 001 010 011 100 101 110 111
uo Ku (dn 1 2n 1 dn 2 2n 2 d1 21 d0 20 )
《数字电子技术基本教程》
Vi n 2
量化误差 =
如：采样的电 压分别是7/8V （0.875）和 0.9V时，编码 都为111,但前者 无误差，后者 存在误差。
输入 信号 1V 7/8V
二进制 代表的模拟 代码 电压 111 110 7=7/8 （V）
输入 信号 1V
二进制 代表的模拟 代码 电压
111
7=14/15（V） 6=12/15（V） 5=10/15（V） 4= 8/15（V） 3= 6/15（V） 2= 4/15（V） 1= 2/15（V） 0 = 0 (V）
vo RF i
V R i REF (d3 23 d 2 22 d1 21 d 0 20 ) 2 24
缺点：电阻值分散，相差太大
《数字电子技术基本教程》
10.2.2 倒T型电阻网络DAC
电阻网络中的种类少 （仅R和2R两种）
R
不论模拟开关接到运算放大器的 反相输入端（虚地）还是接到地， 也就是不论输入数字信号是1还是0， 各支路的电流不变。
《数字电子技术基本教程》
DAC0832
特点 ① 8位DA转换器 ② COMS工艺 ③ 倒T型电阻网络 ④ 内部有2个数据寄存器 ⑤ 直通、单缓冲、双缓冲三种工作方式
《数字电子技术基本教程》
VCC(+5V) NC GND VEE Io D7 D6 D5 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 引脚排列图 DAC0808 16 15 14 13 12 11 10 9 COP VREF(-) VREF(+ ) VCC D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 2.4kΩ 5 13 6 7 8 DAC0808 9 10 11 12 3 14 15 2 4 16 Io RL +VREF(+5V) 2.4kΩ
单片机原理与应用(方怡冰)1-10
单元0：什么是单片机
本课程《微机原理与接口技术》，主要学习某种型号的微 处理器及其接口电路的结构、工作原理、设计应用。
本课程选择microchip公司的PIC16F877A单片机为学习对 象。
CPU与存储器/寄存器关系是哈佛架构、2级流水线。 接口电路丰富。 8位CPU，适合入门学习。 单片机设计软件、硬件开发套件等易得，理论学习和实践
5.1 中断逻辑
图5-1 PIC16F87X中断逻辑图
5.2 与中断逻辑有关的寄存器
5.2.1 中断控制寄存器INTCON 5.2.2 选项寄存器OPTION-REG INTEDG，这是与上述的外部中断有关的控制位。
1=选择RB0/INT上升沿触发； 0=选择RB0/INT下降沿触发。
5.3 端口RB做中断信号输入时的工作原理 5.3.1 外部中断输入端RB0/INT
用举例
4.1 RA端口
输入\输出端口分别是RA、RB、RC、 RD、RE
图4-2 RA4端口内部结构 图4-1 RA0-3、5端口内部结构
拓展：用汇编指令在RA端口电路上说明电 路工作原理
4.2 RB端口
拓展视：频用：C指用令汇在编R指B端令口在电RB路端上口说电明路上说明 电路工作原理 图4-3 RB0-3端口内部结构
第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端
第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择 数据寄存器、低电平时选择指令寄存器
第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行 读操作，低电平时进行写操作
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线 第15～16脚：背光灯电源正负极
机械设计基础第10章习题讲解
本章的习题是按旧书的齿形系数Y F 求解的，新书需将齿形系数改为复合齿形系数Y FS 。
旧书（新书）10-3（10-3） 标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F （Y FS ）与什么因素有关？两个直齿圆柱齿轮的模数和齿数分别为m 1=20 mm ，z 1=20；m 2=2 mm ，z 2=20，其（复合）齿形系数是否相等？答：标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F （Y FS ）与齿轮的齿数有关，而与模数无关。
由于两个直齿圆柱齿轮的齿数相等，故其（复合）齿形系数是相等的。
10-7（10-6）有一直齿圆柱齿轮传动，允许传递功率P ，若通过热处理方法提高材料的力学性能，使大小齿轮的许用接触应力[σ H2]、[σ H1]各提高30％，试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，抗疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高百分之几？解：由齿轮接触疲劳强度条件][≤)1(335H 213H σuba KT u σ±=当大小齿轮的许用接触应力提高30％时，即[] 1.3[]H H σσ'=，在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，有[]1[] 1.3H H σσ'==得： 21111.3 1.69T T T '==11 1.69P P T T P P '=''=故允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高69％。
10-8（10-7） 单级闭式直齿圆柱齿轮传动，小齿轮的材料为45钢调质，大齿轮材料为ZG310-570正火，P = 4 kW ， n 1=720 r/min ，m =4 mm ，z 1=25，z 2 =73，b 1=84 mm ，b 2 =78 mm ，单向传动，载荷有中等冲击，用电动机驱动，试问这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。
解 ：⑴ 齿轮材料的许用应力由表 10-1查得小齿轮材料45钢调质，齿面硬度230HBS ；大齿轮ZG310-570正火，齿面硬度180HBS ，齿轮的材料为软齿面齿轮。
模数转换原理
模数转换原理
模数转换原理是指将一个数值在不同的模数下进行转换的方法。
在数论中，模数是一个正整数，被称为模。
在模数为m的情
况下，所有整数可以被划分为m个等价类。
每个等价类包含
了所有与该等价类中的任意数在模m下同余的数。
模数转换原理的核心思想是利用同余关系，将一个数值在不同模数下的等价类进行转换。
具体来说，假设我们有一个模数为m1的数值a，我们想将其转换为模数为m2的数值b。
首先，
我们需要找到一个数x，可以满足以下关系式：
a ≡ x (mod m1)
然后，我们根据模数转换原理可以得到：
x ≡ b (mod m2)
通过求解这个同余方程，我们可以得到转换后的数值b。
同余
方程的解在模数m2下是唯一的。
模数转换原理在许多领域中都有应用。
在计算机科学中，模数转换原理常用于数据压缩、加密算法以及校验和计算等领域。
在数论中，模数转换原理是研究同余关系以及模运算的基础理论。
总结起来，模数转换原理是利用同余关系将一个数值在不同模
数下进行转换的方法。
它广泛应用于计算机科学和数论中，并具有重要的理论和实际意义。
数字电路第十章 AD、DA051025
000 001 010 011 100 101 110 111
转换特性:指输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。 转换特性:指输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。 理想的D/A转换特性，应是输出模拟量与输入数字量成正比。 D/A转换特性 理想的D/A转换特性，应是输出模拟量与输入数字量成正比。 电压转换比例系数. 即：输出模拟电压 uo=Ku×D ;Ku电压转换比例系数. 电流转换比例系数， 输出模拟电流 io=Ki×D ;Ki电流转换比例系数， 输入二进制数所代表的十进制数。 （D :输入二进制数所代表的十进制数。） 则输出模拟电压为： 如果输入为n位二进制数dn-1dn-2…d1d0，则输出模拟电压为：
§1 D/A转换器(DAC)
一、D/A转换器的基本原理和转换特性 D/A转换器的基本原理和转换特性 基 本 原 理 将输入的每一位二进制代码按其权的大小 每一位二进制代码按其权的大小转换成相 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， 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， 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。 到模拟量的转换。
存在多种网 络形式。 络形式。 由晶体管或MOS 由晶体管或 管组成。 管组成。
常见DAC转换方法 常见DAC转换方法 DAC
二进制权电阻网络DAC 二进制权电阻网络 二进制权电流DAC 二进制权电流 T型电阻网络 型电阻网络DAC 型电阻网络 型电阻网络DAC 倒T型电阻网络 型电阻网络
二、二进制权电阻网络DAC 二进制权电阻网络DAC ⒈电路
V REF I0 = 8R
V REF I1 = 4R
V REF I2 = 2R
数模转换和模数转换
2）CLOCK（第10脚）：时钟CP输入端，ADC0808/0809只有在CP信号同步下, 才能进行A/D转换。时钟 频率的上限是640KHZ。 3）ALE（第22脚）：地址锁存允许端。 ~ALE=1时地址锁存和译码部分把上面所述的CBA的值输入和译码并接通IN0 IN7之一。 当 ALE=0时，把CBA的值锁存起来。 4）START（第6脚）：启动脉冲输入端，启动脉冲的上升沿清除逐次逼近寄存器SAR，下跳沿启动ADC 开始转换。 ~5）VDD(第11脚)：电源输入端：+5V +6.5V。 6）GND（第13脚）：地 7）VREF（+）（第12脚）VREF-（第16脚）：分别为基准电压的高电平和低电平端。 8）EOC（第7脚）：转换结束信号端。EOC=0，表示转换正在进行，输出数据不可信。EOC=1表示转换 已完成，输出数据可信。 9）BO～B7（第8、14、15、17～21脚）：转换所得八位输出数据，B7是最高位，BO是最低位。 10）OE（第9脚）：允许输出端。OE端控制输出锁存器的三态门。当OE=1时，转换所得的数据送到B0 ～B7端，当OE=0时，B0～B7脚对外呈高阻状态。 11 ） ADDA 、 ADDB 、 ADDC （第 25 ～ 23 脚）：通道地址输入端。例如当 CBA=001 时，模拟量 IN1 输至 ADC0808/0809，CBA=010时,IN2输入ADC0809…依次类推。
并行比较型A/D转换器真值表
2． 逐次比较型A/D转换器 转换原理：
输出数 字信号
逻辑电路
8.2.3间接A/D转换器 1．双积分型A/D转换器
它由积分器、过零比较器（C）、时钟脉冲控制门（G）和定 时器、计数器（FF0～FFn）等几部分组成。
工作原理：
单片机原理与c51编程课件10第十章 模拟通道技术
11 A
10 B
9C
CD4051引脚图
7
一、数据采集系统的组成
（2）多路转换开关的扩展
当采样的通道比较多，可以将两个或两个以上的多路开关并联 起来，组成8×2或16×2的多路开关。下面以CD4051为例说明 多路开关的扩展方法。两个8路开关扩展成16路的多路开关的 方法。
{IN
模拟输入 （1 ~ 8） IN
保持模拟信号基本不变。
注：保持电容一般外接，其取值与采样频率和精度有关。 减小CH可提高采样频率，但会降低精度。
11
一、数据采集系统的组成
常用采样/保持器：随着大规模集成电路的发展，已生产 出各种各样的采样/保持器。如用于一般目的有AD582、 AD583 、 LF198/398 等 ； 用 于 高 速 的 有 THS-0025 、 THS-0060、THC-0030、THC-1500等；用于高分辨率 的有SHA1144、ADC1130等。
的频谱 f (t)的最高频率 F( j的) 两倍，即
max
s 2max
采样定理奠定了选择采样频率的理论基础，但对于 连续对象的离散控制，不易确定连续信号的最高频率。 因此，采样定理给出了选择频率的准则，在实际应用中 还要根据系统的实际情况综合考虑.。
10
一、数据采集系统的组成
（2）采样保持 采样保持电路：对变化的模拟信号快速采样，并在转换过程中
T型电阻网络
28
三、数/模转换
T型电阻网络D/A转换原理框图
VRE
IL3
IL2
IL1
IL0
D
C
B
T型电阻网络
F
R
I3 2R I2 2R I1 2R I0 2R
ch10 ADC
10
60MHz
14
60MHz
2540MHz6来自40MHz25
采样窗口 转换时间
处理模拟
（13个周期） 电压的总时间
116.67ns 150.00ns 183.33ns 250.00ns 433.33ns
175ns 650ns
216.67ns 216.67ns 216.67ns 216.67ns 216.67ns
读返回0；对该位执行写操作无影响
位 9-6
名称 CHSEL
值
描述
SOCx通道选择位。用于在ADC接收到SOCx时选择将被转换的通道。
顺序采样模式（SIMULENx = 0）：
0h
ADCINA0
1h
ADCINA1
2h
ADCINA2
3h
ADCINA3
4h
ADCINA4
5h
ADCINA5
6h
ADCINA6
在ADC的应用实例中还必须通过PCLKCR0寄存器将时 钟使能，且必须让ADC上电并正常工作。
举例
✓ 如果要将通道ADCINA1上的单一转换设置成在ePWM3定时器到达 周期值时发生
✓ 首先必须将ePWM3设置成在到达周期值时输出一个SOCA或SOCB 信号。此时，我们选择SOCA。
✓ 然后将其中一个SOC设置成使用其ADCSOCxCTL寄存器。由于选择 哪个SOC信号都没有什么区别，所以我们使用SOC0。
✓ 术语SOC是一种配置设置，它定义的是单通道单转换
✓ 该设置包含3个配置：启动转换的触发源、转换通道 和采集(采样)窗口尺寸
✓ 每个SOC都是单独配置的，并且可以是触发源、通道 和/或采集窗口的任意组合
✓ 这一特性提供了一种非常灵活的转换配置方式，包括 从“使用不同触发器、不同通道的单独采样”到“使 用单个触发器、相同通道的过采样”
机械原理(PDF)孙桓 复习笔记chapter10
59第10章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计§1010——1 1 齿轮机构的特点及类型齿轮机构的特点及类型齿轮机构的特点及类型 1．用于平行轴间传动的齿轮机构1)直齿圆柱齿轮机构（外啮合、内啮合、齿轮-齿条啮合） 2)斜齿圆柱齿轮机构（外啮合、内啮合、齿轮-齿条啮合） 3)人字齿轮机构。
2．用于相交轴间传动的齿轮机构： 圆锥齿轮机构（直齿、斜齿、曲齿） 3．用于交错轴间传动的齿轮机构： 1)交错轴斜齿轮机构 2)蜗杆传动 3)准双曲面齿轮机构 4．优缺点： 优：1）定传动比，结构紧凑，工作可靠。
2）效率高（可η＞0.99）寿命长。
3）转速范围大、功率范围大、齿轮直径范围大(几个µm ～150m ) 缺：精度要求高，制造难，成本高。
5．应用： 非常广泛§1010——2 2 齿轮的齿轮的齿轮的齿廓齿廓齿廓曲线曲线曲线 一． 齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律；； 齿轮1和2的齿廓C 1和C 2接触于K 点，nn 是C 1、C 2 在点K 的公法线，它与连心线O 1O 2交于P 点 1．啮合节点P： nn 与O 1O 2的交点，即1、2的瞬心 ∵ ω1 O 1P =ω2 O 2P∴ 12122112ωωr r p O p O i ′′===上式表明，节点P 的位置必须随传动比的改变，即： 2．齿廓啮合基本定律：两轮齿廓接触点的公法线nn 必须通过按瞬时传动比确定的节点P 。
603．定传动比的条件：1）条件：公法线nn 与连心线O 1O 2交于一定点，即节点P 固定。
2）节圆：定传动比时，节点P 在齿轮平面中的轨迹圆。
注： r 1′= O 1P 、 r 2′= O 2P 称为节圆半径3）两节圆作纯滚动：∵ P 是1、2的同速点∴ 两节圆作纯滚动，即两齿廓在节点啮合时无相对滑动。
二．齿廓齿廓曲线的选择曲线的选择曲线的选择1．共轭齿廓： 能按预定传动比规律相互啮合传动的一对齿廓 2．常用齿廓： 渐开线、摆线、圆弧等，其中，渐开线齿廓最常用。
SPARTAN-3E说明书第10章
Spartan －3E 开发板具有一套双通道模拟信号获取电路，包含一个可编程增益前置放大器和一个模数转换器（ADC ），如图10－1所示。
模拟信号由J7接口输入。
图10－1 双通道模拟信号获取电路模拟信号获取电路包括一个Linear Technology 公司的LTC6912－1型可编程增益前置放大器，用于放大J7接口输入的模拟信号（见图10－2）。
前置放大器的输出连接到Linear Technology 公司的LTC1407A －1型ADC 上。
前置放大器和ADC 都由FPGA 进行串行控制或编程。
第十章模拟信号获取电路 6针ADC 接头LTC1407A －1双通道ADC SPI_SCK: (U16) AD_CONV: (P11) SPI_MISO: (N10)LTC6912－1双通道放大器SPI_MOSI: (T4) AMP_CS: (N7) SPI_SCK: (U16) AMP_SHDN: (P7) AMP_DOUT: (E18) SPI_MISO: (N10)UG230_c10_01_030306图10－2 模拟信号获取电路详图从模拟输入到数字输出模拟信号获取电路将VINA 或VINB 上输入的模拟电压信号转换为D[13:0]上的14位数字表示，见方程10－1。
[]819225.165.10:13×−×=VVV GAIN D IN方程10－1GAIN 是装入可编程前置放大器的当前增益设置。
可用的不同增益设置和允许的VINA 和VINB 输入电压范围见表10－2。
放大器和ADC 的参考电压都是1.65V ，由图10－2所示的分压器产生。
因此， VINA 和VINB 上的输入电压都被减去了1.65V 。
ADC 的最大输入范围是±1.25V ，以参考电压1.65V 为中心。
因此出现在输入模拟信号的分母上的是1.25V 。
UG230_c10_02_022306接头J7最终，ADC提供一个14位，二进制补码形式的数字输出。
单片机原理与应用 第十章 单片机模拟信号处理
DATE: 2024/5/23
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二、数模转换芯片DAC0832
DAC0832内部结构
包括一个8位输入寄存器，一个8位DAC寄存器和一个8位 D/A转换器三部分，数据需要经过两级锁存器才能进入转 换器转换。两级锁存器都受控于信号LE ，当LE=0 时，数 据锁存在寄存器中，不随输入数据的变化而变化，当 LE=1时，寄存器的输出随输入变化。
PAGE: 17
二、数模转换芯片DAC0832-接口电路
输出方式 1、单极性输出 使用一个运算放大器将输出
电流模拟量转换为电压模拟 量输出，而输出的电压值范 围 是 0~VREF ， 只 有 一 种 极 性 。输出模拟量Vout与被转换 数字量D的关系为：
P0.0~P0.7 WR
8051
P2.x
EOC 7
22 ALE
➢(5)输出允许信号OE，当OE输入高电平
D0 OE
8 9
21 D7 20 D6
信号时,转换结果输出到引脚D0~D7。
CLK 10 Vcc 11
19 D5 18 D4
VREF(+) 12
17 D3
➢(6) 正 负 基 准 电 压 输 入 端 ， VREF(+) 及
GND D1
13 14
1
28
2
27
3
26
4
25
5
24
6 ADC0809 23
7
22
8
21
9
20
10
19
11
18
12
17
13
16
14
15
IN2 IN1 IN0 ADDA
ADDB ADDC ALE D7 D6
第十章十一章数模及模数转换
5
③精度
指D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误 差。有绝对误差和相对误差两种。 前者一般采用数字量的最低有效位作为衡量单 位。后者则用：输出量绝对误差/满量程×100％。 例如，一个数模转换器精度为±1/2LSB，表示该 转换器的实际输出值与其理想输出值间最大偏差 为最低有效位所对应的模拟输出值的一半。 再如，某分辨率为8位的D/A转换器。其精度为 ±1/2LSB。如果用相对误差表示其精度，则它的 精度是： (±1/2LSB×△)/(△×28)=(±1/2LSB)/28=(±1/2)/28 =±1/512。
20
对要求多片DAC0832同时进行转换的系统， 各芯片的选片信号不同，这样可由选片信号CS与 WR1将数据分别输入到每片的输入寄存器中。各片 的XFER与WR2分别接在一起，公用一组信号，在 XFER与WR2同时为低电平时，数据将在同一时刻由 8位输入寄存器传送到对应的8位DAC寄存器，并 靠WR2或XFER的上升沿将信号锁存在DAC寄存器中， 与此同时，多个DAC0832芯片开始转换，其时间 关系如图所示。
两个8位输入寄存器可以分别选通，从而使 DAC0832实现双缓冲工作方式，即可把从CPU 送来的数据先打入输入寄存器，在需要进行转 换时．再选通DAC寄存器，实现D/A转换，这种 工作方式称为双缓冲工作方式。
17
各引脚功能说明如下： ILE：输入锁存允许信号，输入，高电平有效。 CS：片选信号，输入、低电平有效，与ILE共同 决定WR1是否起作用。
19
IOUT2：DAC电流输出2， RFB：片内反馈电阻引脚，与外接运算放大器 配合构成I/V转换器。 VREF：参考电源或叫基准电源输入端，此端 可接一个正电压或一个负电压，范围为： +10V~ -10V，由于它是转换的基准，要求电压 准确、稳定性好。 VCC：芯片供电电压端．范围为+5V~+15V， 最佳值为+15V。 AGND：模拟地，即芯片模拟电路接地点，所 有的模拟地要连在一起。 DGND：数字地，即芯片数字电路接地点。所 有的数字电路地连地一起。使用时，再将模拟地 和数字地连到一个公共接地点，以提高系统的抗 干扰能力。
单片机原理及应用系统设计-基于STC可仿真的IAP15W4K58S4系列课件第10章
3
为确保转换结果的精确度，A/D转换器必须满足一定的转换 精度和速度。转换精度和转换速度是衡量A/D转换器的重要 技术指标。此外还有分辨率、量程、量化误差、线性度等。
1. 分辨率 ➢ 分辨率表示A/D转换器对微小输入信号变化的敏感程度，
通常用转换后数字量的位数来表示。 ➢ N位转换器，其数字量变化范围为0～2N-1。 ➢ 例 如 8 位 A/D 转 换 器 ， 输 入 5V 满 量 程 电 压 ， 则 分 辨 率 为
• #define P1ASF_2
0x04 //设置P1.2口为ADC端口
• #define P1ASF_3
0x08 //设置P1.3口为ADC端口
• #define P1ASF_4
CLK_DIV/PCON中，用于控制ADC转换结果存放的位置。 ➢ 其各位定义如表10-5所示。
➢ ADRJ：ADC转换结果存储格式调整控制位 • ADRJ=0：ADC_RES存放高8位ADC结果， ADC_RESL存放低2位ADC结果。 • ADRJ=1：ADC_RES存放高2位ADC结果， ADC_RESL存放低8位ADC结果 17
,中速（转换时间＜1ms）和低速（转换时间＜1s）等。
在实际应用中，应从系统数据总的位数、精度要求、输入 模拟信号的范围及输入信号极性等方面综合考虑A/D转换 器的选用。
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• 10.1 D/A转换器
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• • D/A转换器在测控系统中将计算机输出的数字量控制 信号转换成模拟信号，用于驱动外部执行机构。 1 D/A转换器的主要参数 （1）分辨率：指数字量最低有效位（LSB）对应的模 拟值。D/A能够转换的二进制的位数越多，分辨率也越高， 一般为8位、10位、12位等。 若N位D/A转换器，则分辨率为: 输出电压量程/2N
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2. 8位集成D/A转换器-DAC0832 (1) DAC0832的内部结构 DAC0832是双列直插式单片8位D/A转换器。转换速 度为1µs，可直接与微机接口。 • DAC0832内部结构 •
(2)DAC0832引脚
：
CS WR1
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数据输入端D0～D7：8位，连接CPU数据总 线。 ILE：数据允许锁存信号，高电平有效，输入； ：片选信号（输入寄存器选择信号）、低电 平有效、输入； CS ：数据传送信号、低电平有效、输入，该信 XFER 号与 逻辑与作为DAC寄存器工作的控制信 号。 WR2 ：DAC寄存器的写选通信号、低电平有效、 输入； WR2 ：输入寄存器写选通信号、低电平有效、输 入。 WR1
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CLK：时钟信号 ENABLE（OUTPUTENABLE）：输出允许控制端 （可以简化表示为OE），OE=1时，输出转换后的8位数 据；OE=0，数据输出端为高阻态。 • IN7～IN0：8路模拟量输入通道，在多路开关控制下， 任一时刻只能有一路模拟量实现A/D转换 • ref(+)，ref(-)（VREF(+)和VREF(-)）：是内部D/A转 换器的参考电压（基准电压）输入线。要求： VREF(+)≤VCC，VREF(－)≥GND。 • VCC为+5V电源接入端，GND为接地端。一般把 VREF(+)与Vcc连接在一起，VREF(－)与GND连接在一起。
（1）ADC0809的结构框图
（2）ADC0809引脚
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2-1 ～2-8 ：表示8位数据输出端，为三态缓冲输出 形式，可直接接入微型机的数据总线。 引脚A、B、C：8路模拟开关的三位地址选通输入端， 用来选通对应IN0~IN7的模拟输入通道， ALE：地址锁存输入线，该信号的上升沿可将地址选 择信号A、B、C锁入地址寄存器。 START：启动转换信号，输入。其上升沿用以清除 A/D内部寄存器，其下降沿用以启动内部控制逻辑，开始 A/D转换工作。 EOC：转换结束状态信号，输出。EOC=0，正在进 行转换；EOC=1，转换结束。
• （3）DAC0832三种工作方式 • 1）直通方式 • 在直通方式下，DAC0832的两个寄存器一直 处于直通状态。 • • 2）单缓冲方式 • 在单缓冲方式下，DAC0832的两个寄存器中 的一个工作在直通状态，另一个工作在受控状态， 这种方式适用于只有一路模拟输出或多路模拟量 不需要同步输出的系统。
• （3） ADC0809应用接口 • 见教材图10-14 ADC0809直接与与微 处理器连接接口电路
• 本章小结： • 作业： • END
CS
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3 集成8位A/D转换器-ADC0809 ADC0809具有8个通道的模拟输入线(IN0～IN7)，可 在程序控制下对任意通道进行A/D转换，输出8位二进制数 字量(D7～D0)。 • 为了能实现8路模拟信号的分时采样，片内设置了8路 模拟选通开关以及相应的通道地址锁存及译码电路。转换 的数据送入三态输出数据锁存器。
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例如： • 8位D/A转换器，若转换后的电压相应为0～5V，则它能 输出可分辨的最小电压为： • （5－0）/256≈19.53mV
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（2）转换时间：是指D/A转换器完成一次转换所需的时 间
（3）线性度：表示D/A转换模拟输出偏离理想输出的最 大值。 • （4）输出电平：电压一般在5～10V之间， • （5）转换精度：表明D/A转换的精确程度，可分为绝对 精度和相对精度。 •
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3）双缓冲方式: 在双缓冲方式下，输入寄存器和DAC寄存器都工作在 受控状态。CPU需要分别对两个寄存器各执行一次写入操 作，才能完成D/A转换。即CPU首先将输入数字量写入输 入寄存器，然后将输入寄存器的内容写入DAC寄存器。 • 该方式适用于需要多个DAC0832转换器同时使用的系 统。
1 A/D转换器的主要技术指标 （1）分辨率：分辨率表示转换器对微小输入量变化的 敏感程度，通常用转换器输出数字量的位数来表示。 （2）量程：即所能转换的输入电压范围。 （3）转换时间：A/D转换时间指的是从发出启动转换命 令到转换结束获得整个数字信号为止所需的时间间隔。 2. A/D转换器的外部特性 任何一种A/D转换器芯片一般具有控制信号线： （1）启动转换信号线（START）； （2）转换结束信号线（EOC）； （3）片选信号线 CS 。
• （4） DAC0832应用接口 • 见教材图10-6 DAC0832工作于单缓冲 器方式单极性输出接口
• 10.2 A/D转换器
• A/D转换器将需要计算机处理的模拟信号转换成n位 数字信号，该信号通过数据线输入给计算机。在测控系统 中，A/D转换器主要用于外部模拟量的数据采集。
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• • • • • • • •第来自0章 数-模/模-数转换及其接口
在计算机控制和检测系统中，需要输入的自然界的 模拟量必须首先转换为数字量（称为模-数转换或A/D转 换），然后输入给计算机；而计算机输出的数字量（控 制信号），需要转换为模拟量（称为数-模转换或D/A转 换），以实现对外部执行部件的模拟量控制。 A/D和D/A转换器是自动化系统和数字测量技术中的 重要部件， 对于应用系统的设计者，只需按照设计要求合理地选 用商品化的A/D、D/A转换器，了解它们的功能和接口方 法并正确地使用。