AD DA转换
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
AD和DA转换
AD和DA转换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变换器简称为ADC和D/A变换器简称为DAC是数字系统和模拟系统的接口电路。
第一节基本概念一、D/A变换D/A变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…DD)n-110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)变换网络变换网络一般有权电阻变换网络、R-2RT型电阻变换网络和权电流变换网络等几种。
?、权电阻变换网络n-1-i 权电阻变换网络如图8-1所示，每一个电子开关S所接的电阻R等于2R(i=0,n-1)，iin-1即与二进制数的位权相似，R=2R，R=R。
对应二进制位D=1时，电子开关S合上，0n-1iiR上流过的电流 iI=V/R。
iREFin-1令V/2R=I，则有 REFREFi I=2I， iREF即R上流过对应二进位权倍的基准电流，R称为权电阻。
iin-1 权电阻网络中的电阻从R到2R成倍增大，位数越多阻值越大，很难保证精度。
Rf? - … … v I- O n1 + IiI 0+ RRRR R--2 n1 ni 1 0S -S S S -2n1S i0n1V REFDDDD D --n1 n2 I 1 0图8-1 权电阻D/A变换器?、R-2R电阻变换网络R-2R电阻网络中串联臂上的电阻为R，並联臂上的电阻为2R，如图8-2所示。
从每个並联臂2R电阻往后看，电阻都为2R，所以流过每个与电子开关S相连的2R 电阻的电流Iii是前级电流I的一半。
第8章DA与AD转换电路
10 28
7
Di
i0
2i
当输入的数字量在全0和全1之间变化时，输出模拟电压的 变化范围为0～9.96V。
8.3 A/D转换器
一、A/D转换器的基本原理
四个步骤：采样、保持、量化、编码。
模拟电子开关S在采样脉冲CPS的控制下重复接通、断开 的过程。S接通时，ui(t)对C充电，为采样过程；S断开时，C
I0
VREF 8R
I1
VREF 4R
I2
VREF 2R
I3
VREF R
i I0d0 I1d1 I2d2 I3d3
VREF 8R
d0
VREF 4R
d1
VREF 2R
d2
VREF R
d3
VREF 23 R
(d3
23
d2
22
d1
21
d0
20)
uo
RFiF
R i 2
VREF 24
(d3 23
可推得n位倒T形权电流D/A转换器的输出电压
vO
VREF R1
Rf 2n
n1
Di
2i
i0
❖ 该电路特点为，基准电流仅与基准电压VREF和电 阻R1有关，而与BJT、R、2R电阻无关。这样，电 路降低了对BJT参数及R、2R取值的要求，对于集
成化十分有利。
❖ 由于在这种权电流D/A转换器中采用了高速电子 开关，电路还具有较高的转换速度。采用这种权 电流型D/A转换电路生产的单片集成D/A转换器有 AD1408、DAC0806、DAC0808等。这些器件都采用 双极型工艺制作，工作速度较高。
三、D/A转换器的主要技术指标
1.转换精度 D/A转换器的转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。 （1）分辨率——D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。 N位D/A转换器的分辨率可表示为 1
《AD及DA转换》课件
《AD及DA转换》PPT课件
本PPT课件将深入介绍AD及DA转换的原理、分类、工作模式，以及采样率、 量化精度等关键概念。我们还会探讨信号处理技术、硬件实现和电路设计等 重要话题。
什么是AD和DA转换
AD（模数）转换将模拟信号转换为数字信号，DA（数模）转换将数字信号转换为模拟信号。这两种转换器 在许多电子系统中起着关键作用。
AD转换器可根据工作原理和特性进行分类，如逐次逼近型、积分型、双斜率 型和ΔΣ型等。每种类型都有其适用的应用场景和性能特点。
DA转换器的分类
DA转换器可以按照数字信号转换为模拟信号的方法进行分类，如加权电阻型、 串行型、并行型和PDM型等。不同类型的转换器适用于不同的应用需求。
AD转换器的工作模式
AD转换的原理和作用
AD转换器使用采样和量化技术将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。它 在信号处理、通信系统和传感器中都有广泛应用。
DA转换的原理和作用
DA转换器将数字信号转换为模拟信号，使其能够在模拟电路中进行进一步处 理和传输。它在音频、视频和通信等领域中扮演着核心角色。
AD转换器的分类
AD-DA信号转换
1、A/D:将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称a/d
转换器或adc,analog to digital converter），A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，因此，A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。
在实际电路中，这些过程有的是合并进行的，例如，取样和保持，量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的;
2、模拟量转换成数字量的过程被称为模数转换，简称A/D(Analog to
Digital)转换；完成模数转换的电路被称为A/D 转换器，简称ADC(Analog to Digital Converter)。
数字量转换成模拟量的过程称为数模转换，简称D/A(Digital to Analog)转换；完成数模转换的电路称为D/A转换器，简称DAC(Digital to Analog Converter)。
模拟信号由传感器转换为电信号，经放大送入AD 转换器转换为数字量，由数字电路进行处理，再由DA转换器还原为模拟量，去驱动执行部件。
为了保证数据处理结果的准确性，AD转换器和DA转换器必须有足够的转换精度。
同时，为了适应快速过程的控制和检测的需要，AD转换器和DA转换器还必须有足够快的转换速度。
因此，转换精度和转换速度乃是衡量AD转换器和DA转换器性能优劣的主要标志。
3、由于计算机只能处理数字信号，故对于接收的模拟量信号必须要转化
才能处理；反之，输出模拟量信号也是类似；
4、信号转换的方式有很多，常见的有逐次逼近法、双积分法、电压频率
转换法；主要技术标准：分辨率、转换误差、转换时间；。
AD和DA转换器的分类及其主要技术指标
AD和DA转换器的分类及其主要技术指标AD和DA转换器（Analog-to-Digital and Digital-to-Analog converters）是电子设备中常用的模数转换器和数模转换器。
AD转换器将连续的模拟信号转换成对应的离散数字信号，而DA转换器则将离散的数字信号转换成相应的连续模拟信号。
本篇文章将介绍AD和DA转换器的分类以及它们的主要技术指标。
一、AD转换器分类AD转换器主要分为以下几个类型：1.逐次逼近型AD转换器（Successive Approximation ADC）逐次逼近型AD转换器是一种常见且常用的AD转换器。
它采用逐渐逼近的方法逐位进行转换。
其基本原理是将模拟输入信号与一个参考电压进行比较，不断调整比较电压的大小，确保比较结果与模拟输入信号的差别小于一个允许误差。
逐次逼近型AD转换器的转换速度相对较快，精度较高。
2.模数积分型AD转换器（Sigma-Delta ADC）模数积分型AD转换器是一种利用高速和低精度的ADC与一个可编程数字滤波器相结合的技术。
它通过对输入信号进行高速取样并进行每个采样周期的累积和平均，降低了后续操作所需的带宽。
模数积分型AD转换器具有较高的分辨率和较好的线性度，适用于高精度应用。
3.并行型AD转换器（Parallel ADC）并行型AD转换器是一种通过多个比较器并行操作的AD转换器。
它的转换速度较快，但其实现成本相对较高。
并行型AD转换器适用于高速数据采集和信号处理。
4.逐渐逼近型AD转换器（Ramp ADC）逐渐逼近型AD转换器是一种通过线性递增电压与输入信号进行比较的转换器。
它利用逐渐逼近的方法寻找与输入信号最接近的电压值，然后以此电压值对应的时间来估计输入信号的值。
逐渐逼近型AD转换器转换速度较慢，但精度较高。
5.其他类型AD转换器除了上述几种常见的AD转换器类型外，还有其他一些特殊的AD转换器类型，如比例调制型AD转换器、索耳转换器等。
电路中的AD转换与DA转换
电路中的AD转换与DA转换在当今信息时代，电子设备已经渗透到我们生活的方方面面。
而这些电子设备的运作离不开AD转换（模数转换）和DA转换（数模转换）这两个关键环节。
本文将介绍AD转换和DA转换的原理、应用以及相关技术发展。
一、AD转换AD转换是模拟信号转换为数字信号的过程。
在电子设备中，传感器等设备输出的信号多为模拟信号，需要通过AD转换将其转换成数字信号，才能由电子器件进行处理和存储。
AD转换器通常由采样器、量化器和编码器组成。
采样器的作用是将模拟信号在一定的时间间隔内取样，量化器将取样的模拟信号分成有限个离散值进行量化，编码器将量化后的离散值转换成二进制数字信号。
通过这一过程，AD转换器能够将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
AD转换器广泛应用于各个领域，如音频、视频、电力系统等。
在音频领域，AD转换器用于将声音等模拟信号转换为数字信号，实现录音、播放等功能。
在电力系统中，AD转换器用于电能计量、监测等方面。
二、DA转换DA转换是数字信号转换为模拟信号的过程。
数字信号由计算机或其他数字系统处理和存储，而大部分外围设备如音箱、显示器等则需要模拟信号进行驱动。
DA转换器通常由数字信号输入端和模拟输出端组成。
数字信号输入端接收来自计算机或其他数字系统的数字信号，将数字信号按照一定的波形进行放大、滤波等处理后，经过模拟输出端输出为模拟信号。
这样，数字系统生成的数字信号便可以控制外围设备的模拟输出。
DA转换器广泛应用于音频设备、显示设备等领域。
在音频设备中，DA转换器用于将计算机中存储的音频文件转换为模拟信号，通过音箱输出高质量的音乐。
在显示设备中，DA转换器则将计算机生成的数字图像信号转换为模拟信号，驱动显示器显示各种图像。
三、技术发展随着科技的不断进步，AD转换与DA转换技术也得到了快速的发展与创新。
目前，高速、高精度、低功耗、小型化是AD转换与DA转换技术的发展方向。
在AD转换技术方面，新型的Delta-Sigma调制技术、超大规模集成电路技术等被广泛应用，提高了AD转换器的精度和信噪比。
第九章 AD、DA转换
采样、保持、 采样、保持、量化和编码
一般前两步由采样保持电路完成，量化编码由ADC来完成。 来完成。 一般前两步由采样保持电路完成，量化编码由ADC来完成
对于n位输出二进制码，并行ADC就需要个比较器 显然， 对于n位输出二进制码，并行ADC就需要个比较器。显然， 就需要个比较器。 随着位数的增加所需硬件将迅速增加， >4时 并行ADC较 随着位数的增加所需硬件将迅速增加，当n>4时，并行ADC较 复杂，一般很少采用。因此并行ADC适用于速度要求很高 适用于速度要求很高， 复杂，一般很少采用。因此并行ADC适用于速度要求很高，而 输出位数较少的场合。 输出位数较少的场合。
与之接近的离散数字电平，这个过程称作量化 与之接近的离散数字电平，这个过程称作量化。 量化。 由 零 到 最 大 值 （ MAX ） 的 模 拟 输 入 范 围 被 划 分 为 1/8 ， 2/8……7/8共23-1个值，称为量化阶梯。 ……7 个值，称为量化阶梯 量化阶梯。 而相邻量化阶梯之间的中点值1 16， 16……13/16称为 称为比较 而相邻量化阶梯之间的中点值 1/16 ， 3/16……13/16 称为 比较 电平。 电平。
采样后的模拟值同比较电平相比较，并赋给相应的量化阶梯值。例如， 采样后的模拟值同比较电平相比较， 并赋给相应的量化阶梯值 。例如， 采样值为7 32MAX，相比较后赋值为2 MAX。 采样值为7/32MAX，相比较后赋值为2/8MAX。 把量化的数值用二进制数来表示称作编码 把量化的数值用二进制数来表示称作编码。 编码有不同的方式。例如上述的量化值2/8MAX，若将其用三位自然加权 编码有不同的方式。例如上述的量化值2/8MAX， 二进制码编码，则为010。 二进制码编码，则为010。
AD_DA原理及主要技术指标
AD_DA原理及主要技术指标AD-DA（模拟-数字/数字-模拟）转换是现代电子设备中常见的基本电路和技术。
它负责将模拟信号转换为数字信号或将数字信号转换为模拟信号。
AD-DA转换在诸如音频处理、图像采集、仪器仪表等领域都有广泛应用。
AD转换即模拟到数字转换，它将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
AD转换通常涉及样本化、量化和编码三个步骤。
样本化是指将连续的模拟信号离散化为一系列时序的采样值。
在样本化过程中，模拟信号将被周期性地采样，并将每个采样点的幅值记录下来。
量化是指将每个采样点的幅值映射到一组离散的量化级别。
通过将连续的幅值区间映射为有限的离散级别，量化将模拟信号的无限细节化为数字形式。
编码是指将每个量化级别映射到二进制代码。
编码将每个量化级别分配一个特定的二进制代码，使得每个样本点都能准确地表示为二进制形式的数字。
DA转换即数字到模拟转换，它将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。
DA转换通常涉及解码和重构两个步骤。
解码是指将数字代码转换为对应的模拟量化级别。
解码使用逆编码来将二进制代码映射回量化级别。
重构是指使用一定的插值或滤波技术来重建连续的模拟信号。
由于数字信号是离散的，重构步骤有助于消除数字信号中的采样误差，并使其逼近原始模拟信号。
在AD-DA转换中，有几个重要的技术指标需要考虑：1. 分辨率：分辨率是指数字信号中能够表示的最小变化量。
它通常以比特（bit）来表示。
分辨率越高，表示数字信号可以更准确地表示模拟信号。
2.采样率：采样率是指单位时间内进行采样的次数。
它通常以赫兹（Hz）来表示。
采样率的选择要根据所采集信号的频率范围进行，以避免采样失真。
3.带宽：带宽是指AD-DA转换器能够有效处理的频带范围。
带宽通常以赫兹（Hz）表示。
带宽决定了AD-DA转换器的频率响应范围。
4.信噪比：信噪比是指信号的强度与背景噪声的强度之比。
它通常以分贝（dB）表示。
信噪比越高，表示信号与噪声的区别越大，传输的信号质量也就越好。
第4章_AD和DA转换
DAC0832的应用——示波器
DAC0832内部引脚图
DI7～DI0
单缓冲 直通
ILE
CS
WR1
输入 锁存器
LE1 &
DAC
寄存器
LE2 &
D/A 转换器
&
WR2
XFER
VREF
IOUT2
IOUT1
Rfb
AGND
VCC
DAC0832的工作模式
单缓冲工作模式 输入寄存器处于受控状态，DAC寄存器工作在直 通状态 双缓冲工作模式 两个寄存器均工作在受控锁存器状态 直通冲工作模式 两个寄存器均工作在直通模式
A/D转换的利器
ADC0809: 8行并行8通道A/D 芯片，允许8路模 拟量分时输入。
ADC0809的引脚
IN0~IN7:8通道模拟量输入
OUT1~OUT8:8通道数字量输出
REF(+)、REF(-):参考电压
ADDA、AADB、ADDC：地址输入引脚， 选通输入通道0~7 OE:输出允许控制端 CLK:时钟信号 START:A/D转换启动输入端 EOC:转换结束信号输出引脚 ALE:地址锁存允许信号输入端
A/D转换的指标
(3)转换时间：指A/D转换器从转换控制 信号到来开始，到输出端得到稳定的数字 信号所经历的时间。
A/D转换的指标
（4）转换量程：A/D芯片能转换电压的 范围，如0~5V,-10~10V。
A/D转换的指标
（5）转换通道：能够同时转换模拟信号 的数目。
多通道类型芯片：ADC0809,TLC2543 单通道类型芯片：ADC0801,ADS1100
A/D转换的过程
A/D转换的指标
AD和DA的工作原理
AD和DA的工作原理AD和DA是模数转换和数模转换的简称，分别代表模数转换器（Analog-to-Digital Converter）和数模转换器（Digital-to-Analog Converter）。
AD用于将模拟信号转换为数字信号，而DA则是将数字信号转换为模拟信号，两者是相对的过程。
AD的工作原理：AD转换器的作用是将输入的模拟信号，通过一定的采样和量化方法，转换为数字形式的信号，以便于数字设备进行处理和存储。
AD转换器通常分为两个主要阶段：采样和量化。
1.采样：AD转换器首先对输入信号进行采样，即按照一定的时间间隔对连续模拟信号进行抽样。
采样的频率也被称为采样率，通常用赫兹（Hz）表示。
采样率决定了输入信号中能够被留存下来的频率范围。
2.量化：采样后的模拟信号将被输入到量化器中。
量化是将连续的模拟信号转换成离散的数字信号的过程。
在这个过程中，AD转换器将把输入的模拟信号分成一定数量的等级，并为每个等级分配一个数字代码。
采样和量化的过程可以通过二进制表示来完成，其中最常见的是通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为二进制数。
DA的工作原理：DA转换器的作用是将数字信号转换为模拟信号，以便于与模拟设备进行连接和交互。
DA转换器通常包含两个主要部分：数字信号处理和模拟输出。
1.数字信号处理：DA转换器首先接收到一串数字信号，这些信号由计算机或数字设备产生。
这些信号是基于离散的数字表示，通常使用二进制数表示。
DA转换器将会对这些数字信号进行处理，比如滤波、重采样等，以确保生成的模拟信号质量和稳定性。
2.模拟输出：处理后的数字信号被输入到DAC（数模转换器），将数字信号转换为模拟信号。
DAC将根据数字信号的数值，通过一定的电流或电压生成模拟信号。
这些模拟信号将与各种模拟设备进行连接，例如音频设备、电机控制等。
需要注意的是，AD和DA转换的精度和速度是非常重要的参数。
转换器的精度是指转换器所能提供的输出与输入之间的误差。
第12章-AD与DA 转换
⑧ OE——输出允许信号，高电平有效。当
微处理器送出该信号时，ADC0808/0809 的输出 三态门被打开，使转换结果通过数据总线被读走。 在中断工作方式下，该信号往往是 CPU 发出的中 断请求响应信号。
11
12.1.1 ADC0808芯片工作原理
3．工作时序与使用说明
ADC0808/0809 的工作时序如图 12-3 所示。当通道选择地址有效时， ALE 信号一 出现，地址便马上被锁存，这时转换启动信 号 紧 随 ALE 之 后 （ 或 与 ALE 同 时 ） 出 现 。 START 的上升沿将逐次逼近寄存器 SAR 复位， 在该上升沿之后的 2us+8 个时钟周期内（不 定）， EOC 信号将变低电平，以指示转换操 作正在进行中，直到转换完成后 EOC再变高 电平。微处理器收到变为高电平的 EOC 信号
后，便立即送出OE信号，打开三态门，读取
转换结果。 图12-3 ADC0808工作时序
12
12.1.1 ADC0808芯片工作原理
模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操 作独立地进行（当然，不能在转换过程中进行）， 实际中通常是将通道选择和启动转换结合起来完 成（因为ADC0808的时间特性允许这样做），这 样可以用一条写指令既选择模拟通道又启动转换。 在与微机接口时，输入通道的选择可有两种
⑧ 使用时不需进行零点和满刻度工作原理
2．内部结构和外部引脚
ADC0808的内部结构如图12-1所示，外部引脚如图12-2所示。
图12-1 ADC0808 图 内部结构图 12-2 ADC0808外部引脚图
8
12.1.1 ADC0808芯片工作原理
内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅 对各引脚定义分述如下： ① IN0 ～ IN7 —— 8 路模拟输入，通 过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC
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。
AD.DA转换
A是ANALOG，模拟；D是DIGITAL，数字D/A就好比一个可以自动调节电压的直流电源 A/D就像一个自动输出电压数值的电压表A/D和D/A还有一个重要指标是采样深度通俗的数字输入或输出端最大能输出多大的数字就像万用表的量程用1M欧姆的量程去量1欧姆的电阻肯定是量不出来的总之采样深度越大 A/D和D/A就越灵敏、越精细采样深度用“位（bit）”表示它数字端口表示可以处理的最大“数字”以二进制形式进行表述时的“位”数模数转换器(ADC)的基本原理模拟信号转换为数字信号,一般分为四个步骤进行,即取样、保持、量化和编码。
前两个步骤在取样-保持电路中完成,后两步骤则在ADC中完成。
通道有的单芯片内部含有多个AD/DA模块，可同时实现多路信号的转换；常见的多路AD器件只有一个公共的AD模块，由一个多路转换开关实现分时转换【博客大赛】MCU之心路分享--倾听你的改变--AD/DA转换（十一）用勇气来改变可以改变的事情，用胸怀来接受不可改变的事情，用智慧来分辨两者的不同-------李开复写到AD/DA转换的时候，突然想到了李开复老师这句语录，曾经确实也陪伴着自己走过了苦涩的时光！要么去改变自己，要么去随波逐流，然后淹没在丛流中！相信有很多人都是从郭天祥的《51单片机C语言教程》和视频入门单片机的，我也一样！同时，还有很多人在看着郭天祥的书入门的路上！记得自己当初大一看到他书的第五章AD/DA转换的时候，就放弃过学习单片机一段时间，为什么？因为书中讲了许多有关模电啊，数电以及转换原理等的东西，才大一完完全全看不懂呀！后来才发现，入门单片机根本不需要去懂这些，会用AD/DA转换芯片，学了数电模电后，慢慢也就了解了！可谓被书坑了啊！当然，直到今日我依然很敬佩和感谢郭天祥的啊！-----------------------------------------------------------------------------------------------------------本小节目录：11.1，简介PCF8591 引脚结构11.2，PCF8591芯片的地址字节和控制字节11.3，PCF8591的A/D及D/A转换模式协议及C语言程序11.4，PCF8591与单片机的原理图11.1）简述PCF8591许多单片机开发实验板都使用了PCF8591芯片，讲解AD/DA，其芯片能在IIC总线协议下，仅用时钟线SCL和数据线SDA就可以实现与单片机通信，同时具有程序较简单、可维护性好、易实现系统扩展、可靠性高等优点。
(完整版)AD、DA转换原理数模、模数转换
2. 工作原理
由于集成运算放大器的电流求和点Σ为虚地， 所以每个2R电阻的上端都相当于接地，从网络的A、 B、C点分别向右看的对地电阻都是2R。
2020/7/25
9
因此流过四个2R电阻的电流分别为I/2、I/4、 I/8、I/16。电流是流入地，还是流入运算放大器， 由输入的数字量Di通过控制电子开关Si来决定。故 流入运算放大器的总电流为：
1 分辨率 ＝ 2n 1
位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就
越小，分辨率就越高。也可用位数n来表示分辨率。
2020/7/25
16
2. 转换速度
D/A转换器从输入数字量到转换成稳定的模拟 输出电压所需要的时间称为转换速度。
不同的DAC其转换速度也是不相同的，一般约 在几微秒到几十微秒的范围内。
2020/7/25
精度由电阻的精度定，而此电路中阻值差别大，对集成不利
2020/7/25
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倒T形电阻网络DAC
双向模拟开关 DD1电＝ ＝.源10电时时组电路接接成路组运 地。由成放解码网络、模拟开关、求和放求 算大放和器大集和器成基运准
基准参 考电压
2020/7/25
R－2R倒T 形电阻解 码网络
图7-2 倒T型电阻网络DAC原理图
模拟量：
uo＝K(D3×23＋D2×22＋D1×21＋D0×20)10
uo＝K(1×23＋1×22＋0×21＋1×20)10
(K为比例系数)
2020/7/25
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组成D/A转换器的基本指导思想：将数字量按 权展开相加，即得到与数字量成正比的模拟量。
n位D/A转换器方框图
D/A转换器的种类很多,主要有： 权电阻网络DAC、 T形电阻网络DAC 倒T形电阻网络DAC、 权电流DAC
AD_DA转换基本原理
AD_DA转换基本原理AD-DA转换是模拟信号与数字信号之间的转换过程，AD是模拟信号转换为数字信号的过程，DA是数字信号转换为模拟信号的过程。
模拟信号是连续变化的电信号，而数字信号是离散的电信号。
AD-DA转换器在很多领域中被广泛应用，如通信、音频处理、图像处理等。
AD转换的基本原理是使用采样和量化的方法将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样是指将连续的信号在时间上进行离散化，将信号在一定的时间间隔内进行采集。
量化是指对采样后的信号进行离散化处理，将连续的信号值映射到一组离散值。
采样和量化的间隔称为采样周期和量化间隔，采样周期越小，量化间隔越小，转换精度越高。
在AD转换过程中，首先需要选择一个足够高的采样率，以保证对原始信号的采样能够准确还原。
然后将连续的模拟信号用采样周期将其分为离散的信号样本，每一个样本对应一个离散时间点。
接下来，在每一个采样时间点，通过量化器将信号的幅度映射为一个离散的数字值。
量化的精度决定了数字信号的分辨率和动态范围，一般以位表示，如8位、16位等。
DA转换的基本原理是将离散的数字信号转换为连续变化的模拟信号。
在DA转换过程中，首先需要进行数字信号的解码，将离散的数字值转换为连续的数值。
然后使用保持电路（sample-and-hold）将这些连续的数值保持为恒定的电压信号。
接着，使用模拟滤波器对保持的数值进行平滑处理，去除高频分量和其他干扰。
最后，通过放大器将平滑后的信号放大到合适的幅度，得到模拟输出信号。
在DA转换过程中的重要环节是数字信号的解码和模拟滤波器的设计。
解码过程需要将离散的数字值映射为一组连续的数值，这通常通过查表或者插值的方式实现。
模拟滤波器的设计目的是对离散的数字信号进行平滑处理，去除不需要的高频分量和噪声。
滤波器的选择取决于系统的需求，可以是低通滤波器、带通滤波器等。
AD-DA转换器的性能主要由转换精度、抖动、信噪比和带宽等参数决定。
转换精度越高，代表着数字信号与模拟信号的差距越小。
第10章DA和AD转换技术
§1 D/A转换与D/A转换接口 D/A转换与D/A转换接口 转换与D/A
D/A转换器的性能指标 一、D/A转换器的性能指标 1、分辨率 分辨率是指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量, D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量 分辨率是指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。一个n位的DAC DAC所能分辨的 决于输入数字量的二进制位数。一个n位的DAC所能分辨的 最小电压增量定义为满量程值的2 最小电压增量定义为满量程值的2-n倍。 例如：满量程为10V DAC分辨率为10V× =39mv； 分辨率为10V 例如：满量程为10V 的8位 DAC分辨率为10V×2-8=39mv； 一个同样量程的16 DAC的分辨率高达10V× 16位 的分辨率高达10V 一个同样量程的16位DAC的分辨率高达10V×2-16=153uV 2、转换精度 转换精度和分辨率是两个不同的概念。 转换精度和分辨率是两个不同的概念。转换精 度是指满量程时DAC DAC的实际模拟输出值和理论值的接 度是指满量程时DAC的实际模拟输出值和理论值的接 近程度。 近程度。
②三角波程序 三角波由线性下降段和线性上升段组成，相应程序为： 三角波由线性下降段和线性上升段组成，相应程序为： ORG 1000H START: CLR A MOV R0 , #0FEH DOWN: MOVX @R0 , A ；线性下降段 INC A JNZ DOWN 若未完，则转DOWN ；若未完，则转 MOV A , #0FEH UP: MOVX @R0 , A ；线性上升段 DEC A JNZ UP 若未完， ；若未完，则UP SJMP DOWN 若已完， ；若已完，则循环 END
3、分辨率：转换器所能分辨的被测量的最小值。实 分辨率：转换器所能分辨的被测量的最小值。 际上分辨率就等于1LSB=1/2 满刻度值，其中n 际上分辨率就等于1LSB=1/2n×满刻度值，其中n为 A/D转换器的位数 分辨率通常用位数表示， 转换器的位数， A/D转换器的位数，分辨率通常用位数表示，如8位、 10位 12位等 例如对于一个10 位等。 10位转换器的分辨率 10位、12位等。例如对于一个10位转换器的分辨率 1/1024，显然，位数越多，分辨率就越高。 为1/1024，显然，位数越多，分辨率就越高。 4、量程： 指转换器的满刻度范围，亦即最大和最小 量程： 指转换器的满刻度范围， 模拟值之差 5、转换时间和转换率：完成一次A/D转换所需的时间。 转换时间和转换率：完成一次A/D转换所需的时间。 A/D转换所需的时间 转换率就是转换时间的倒数。 转换率就是转换时间的倒数。
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实验题目8253定时/计数器实验一、实验目的与要求：1. 学会8253芯片和微机接口原理和方法。
2. 掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。
二、实验内容：1、实验原理本实验原理图如图1所示，8253A的A0、A1接系统地址总线A0、A1，故8253A 有四个端口地址，如端口地址表1所示。
8253A的片选地址为48H~ 4FH。
因此，本实验仪中的8253A四个端口地址为48H、49H、4AH、4BH，分别对应通道0、通道1、通道2和控制字。
采用8253A通道0，工作在方式3(方波发生器方式)，输入时钟CLK0 为1MHZ，输出OUTO 要求为1KHZ的方波，并要求用接在GA TE0引脚上的导线是接地("0"电平)或甩空("1"电平)来观察GA TE对计数器的控制作用，用示波器观察输出波形。
2、实验线路连接(1) 8253A芯片的CLK0引出插孔连分频输出插孔1MHZ。
(2) 8253A的GA TE0接+5V。
3、实验步骤(1) 按图1连好实验线路(2) 运行实验程序1.按“调试”按钮2。
选“窗口”“进入示波器窗口”，然后最小化3.按“运行按钮”4.将模拟示波器窗口打开，选择“串行口2”，再按ctrl＋F2 按钮即可看到波形图1 显示“8253-1”用示波器测量8253A的OUT2输出插孔，应有频率为1KHZ的方波输出，幅值0～4V三、实验代码：CODE SEGMENTASSUME CS:CODETCONTRO EQU 004BHTCON2 EQU 004AHCONTPORT EQU 00DFHDA TAPORT EQU 00DEHDA TA1 EQU 0500HSTART: JMP TCONTTCONT: CALL FORMA TCALL LEDDISPMOV DX,TCONTROMOV AL,0B6H ;要使用方式2，0B6H要改为0B4HOUT DX,ALMOV DX,TCON2MOV AL,00 ;输入频率（即时间常数）OUT DX,AL ;要修改频率，只需更改送给AL的值（注意先送低8位，MOV AL,10H ;后送高8位）OUT DX,ALHLTLEDDISP:MOV AL,90H ;显示数据方式命令字送8279控制字MOV DX,CONTPORT ;8279命令状态口OUT DX,ALMOV BYTE PTR DS:[0600H],00 ;置显示位数初值为0LED1: CMP BYTE PTR DS:[0600H],07H ;判断显示位数满8为否？JA LED2 ;满8位转子程序返回MOV BL,DS:[0600H] ;未满8位从数据区取数MOV BH,0HMOV AL,CS:[BX+DA TA1]MOV DX,DA TAPORT;8279数据口OUT DX,ALADD BYTE PTR DS:[0600H],01H ;显示位数加1JNZ LED1LED2: RET ;子程序返回FORMA T: MOV BX,0 ;显示8253---1MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],4006HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],4040HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],6D4FHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],7F5BHRETCODE ENDSEND START四、思考题若改用方式2，并改变时间常数，如何编写程序。
答：，若使用方式2，根据8253控制字原理，控制字必须设置为B4H，相应的修改在代码中在上述代码中，修改时间常数的方法也在程序中注明。
实验题目8255并行接口实验一、实验目的与要求1. 掌握8255A和微机接口方法。
2. 掌握8255A的工作方式和编程原理二、实验内容1、实验原理如实验原理图1所示，PC口8位接8个开关K1~ K8，PB口8位接8个发光二极管，从PC口读入8位开关量送PB口显示。
拨动K1~ K8，PB口上接的8个发光二极管L1~ L8对应显示K1~ K8的状态。
2、实验线路连接（1）8255A芯片PC0~ PC7插孔依次接K1~ K8。
（2）8255A芯片PB0~PB7插孔依次接L1 ~ L8。
（3）8255A的CS插孔接译码输出070H－07FH插孔。
3.实验主要仪器设备和材料PC机、DVCC-8086JH实验系统及连接导线4、实验步骤(1) 按图1连好线路。
(2) 运行实验程序。
1。
按“调试”按钮2．按“运行”按钮在DVCC－8086JH数码管上显示“8255-1”，同时拨动K1~K8,L1~L8会跟着亮灭三、实验程序CODE SEGMENTASSUME CS:CODEIOCONPT EQU 0073HIOCPT EQU 0072HIOBPT EQU 0071HCONTPORT EQU 00DFHDA TAPORT EQU 00DEHDA TA1 EQU 0500HSTART: JMP IOLEDIOLED: CALL FORMA TCALL LEDDISPMOV AL,89HMOV DX,IOCONPTOUT DX,ALNOPNOPNOPIOLED1: MOV DX,IOCPTIN AL,DXMOV DX,IOBPTOUT DX,ALMOV CX,0FFFFHDELAY: LOOP DELAYJMP IOLED1LEDDISP:MOV AL,90HMOV DX,CONTPORTOUT DX,ALMOV BYTE PTR DS:[0600H],00LED1: CMP BYTE PTR DS:[0600H],07HJA LED2MOV BL,DS:[0600H]MOV BH,0HMOV AL,CS:[BX+DA TA1]MOV DX,DA TAPORTOUT DX,ALADD BYTE PTR DS:[0600H],01HJNZ LED1LED2: RETFORMA T: MOV BX,0MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],4006HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],4040HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],6D6DHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],7F5BHRETCODE ENDSEND START四、思考题试将B口与C口的功能对调（连线对调），如何编写程序答：把IOLED段的89H改为82H，把IOLED1段中的IOCPT和IOBPT对换。
82H（1000 0010）表示用B口输入，C口输出，均使用方式0.IOCPT和IOBPT分别对应B、C口的地址。
程序代码如下：CODE SEGMENTASSUME CS:CODETCONTRO EQU 004BHTCON2 EQU 004AHCONTPORT EQU 00DFHDA TAPORT EQU 00DEHDA TA1 EQU 0500HSTART: JMP TCONTTCONT: CALL FORMA TCALL LEDDISPMOV DX,TCONTRO ;将控制口地址给ＤＸMOV AL,10110101B ;选通道二，先写低字节，后高字节,方式2，数字控制用BCD码OUT DX,AL;写控制字MOV DX,TCON2;计数器二的地址给ＤＸMOV AX,10D;计数初值为10（十进制）OUT DX,AL;写低字节MOV AL,AHOUT DX,AL;写高字节HLT;停机LEDDISP:MOV AL,90HMOV DX,CONTPORTOUT DX,ALMOV BYTE PTR DS:[0600H],00LED1: CMP BYTE PTR DS:[0600H],07HJA LED2MOV BL,DS:[0600H]MOV BH,0HMOV AL,CS:[BX+DA TA1]MOV DX,DA TAPORTOUT DX,ALADD BYTE PTR DS:[0600H],01HJNZ LED1LED2: RETFORMA T: MOV BX,0MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],4006HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],4040HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],6D4FHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],7F5BHRETCODE ENDSEND START按实验要求，修改后的实验程序如上。
在思考题实验中，用了方式二控制计数端口二，计数初值设为10，即当用CLK(1MHz）进行计数时，每次当计完十个时钟周期，OUT输入端就由高电平变为低电平，就是先有十个周期的高电平，接着低电平出现的只有一个时钟周期，比较短；实现将1MHz的CLK转化为1KHz的信号；实验题目数字式时钟（电子钟）一、实验目的与要求1.学习8253编程定时/计数器的工作方式2.掌握终端控制器8259A与微处理机接口的原理和方法3.掌握中断控制器8259A的综合应用编程二、实验内容和要求1.实验原理用8253和8259实现数码管显示时钟。
利用8253的定时器功能。
8253有三个端口地址为48H，49H，4AH，本实验采用8253的通道2，工作在方式3（方波发生器方式）输入CLK2为1MHZ。
先给8253的初始值0C350H，循环计数。
即一次记数完后，自动装入初始值。
输出OUT2作为8259的输入脉冲。
8259有两个口地址，本实验为20H和21Ｈ，其中２Ｈ用来写ICW1，21H用来写ICW2、ICW4，本实验中8259为单片，边沿触发，采用3号中断源，即IR3和8253输出口OUT2相连，每过1/20秒接收到一个中断，向8259发出中断请求信号，如果电平信号不符合要求，则自动转到7号中断，显示"ERR"，CPU响应后，在中断处理程序中，对终端次数进行记数，记满20次，把时间缓冲区中的时间加1，并将其输入到显示缓冲区，以便显示器显示更新后的时间。
记数初值的计算：1/1000000*X=1/20X=50000D＝0C350H(用1MHZ信号产生1/20秒方波).2.实验线路连接（1）8253A芯片的CLK2引出插孔连分频输出插孔IMHZ（2）8253A的GA TE2接+5V（3）8259A的IR3插孔和8253A的OUT2插孔相连图13.实验主要仪器设备和材料PC机、DVCC-8086JH实验系统及连接导线4.实验步骤1、按图1连好线路2、打开DVCC86H目录下的CLOCK子目录中的Eclock.asm3、运行实验程序：①按“调试”按钮②按“运行”按钮在DVCC-8086JH数码管上显示器“00-00-00”，然后开始计时三、实验程序CODE SEGMENTASSUME CS:CODEINTPORT1 EQU 0020HINTPORT2 EQU 0021HINTQ3 EQU INTREEUP3INTQ7 EQU INTREEUP7CONTPORT EQU 00DFHDA TAPORT EQU 00DEHDA TA0 EQU 0580HDA TA1 EQU 0500HDA TA2 EQU 0508HDA TA3 EQU 0518HDA TA4 EQU 0520HORG 1800HSTART: JMP Tint1Tint1: CALL FORMA TCLDMOV DI,DA TA0MOV CX,08HXOR AX,AXREP STOSWMOV SI,DA TA3CALL LEDDISPMOV AX,0HMOV DS,AXCALL WRINTVERMOV AL,13H ;写初始化命令字ICW1为13HMOV DX,INTPORT1OUT DX,ALMOV AL,08H ;写初始化命令字ICW2为08HMOV DX,INTPORT2OUT DX,ALMOV AL,09H ;写初始化命令字ICW4为09HOUT DX,ALMOV AL,0F7H ;写操作控制字OCW1为F7H，即IR3开放，其他IR屏蔽OUT DX,ALMOV BYTE PTR DS:[0601H],01HSTIWA TING: JMP WA TINGWRINTVER:MOV AX,0HMOV ES,AXMOV DI,002CH ;使用3号中断源中断矢量地址为2CH~2FHLEA AX,INTQ3STOSWMOV AX,CSSTOSWMOV DI,003CHLEA AX,INTQ7STOSWMOV AX,CSSTOSWRETINTREEUP3:CLIMOV AL,DS:[0601H]CALL CONVERSMOV SI,DA TA0CALL LEDDISPDMOV AL,20H ;写操作命令字OCW2为20H，选择中断结束方式MOV DX,INTPORT1OUT DX,ALADD BYTE PTR DS:[0601H],01HCMP BYTE PTR DS:[0601H],06HJNA INTRE1MOV SI,DA TA4CALL LEDDISPINTRE3: JMP INTRE3CONVERS:MOV BH,0HAND AL,0FHMOV BL,ALMOV AL,CS:[BX+DA TA2]MOV BX,DA TA0MOV DS:[BX],ALRETINTRE1: MOV AL,20HMOV DX,INTPORT1OUT DX,ALSTIIRETINTREEUP7: CLIMOV SI,DA TA1CALL LEDDISPMOV AL,20HMOV DX,INTPORT1OUT DX,ALIRETLEDDISP:MOV AL,90HMOV DX,CONTPORTOUT DX,ALMOV BYTE PTR DS:[0600H],00LED1: CMP BYTE PTR DS:[0600H],07H JA LED2MOV BL,DS:[0600H]MOV BH,0HMOV AL,CS:[BX+SI]MOV DX,DA TAPORTOUT DX,ALADD BYTE PTR DS:[0600H],01HJNZ LED1LED2: RETLEDDISPD:MOV AL,90HMOV DX,CONTPORTOUT DX,ALMOV BYTE PTR DS:[0600H],00LEDD1: CMP BYTE PTR DS:[0600H],07H JA LEDD2MOV BL,DS:[0600H]MOV BH,0HMOV AL,DS:[BX+SI]MOV DX,DA TAPORTOUT DX,ALADD BYTE PTR DS:[0600H],01HJNZ LEDD1LEDD2: RETFORMA T: MOV BX,0MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],5050HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],0079HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],0000HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],0000HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],063FHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],4F5BH ADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],6D66H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],077DHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],6F7FHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],7C77HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],5E39HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],7179HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],4006HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],4040HADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],6D6FHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],7F5BHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],3F5EHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],5C3FHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],6D6FHADD BX,2MOV WORD PTR DS:[BX+0500H],7F5BHRETCODE ENDSEND START四、思考题查看程序中的SI寄存器是如何传递要显示的数据的。