微机原理第数模转换与模数转换接口共45页
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可实现多个DAC同步转换输出
分时写入、同步转换。
双缓冲模式的数据写入程序
MOV AL，data MOV DX，port1
OUT DX，AL
MOV DX，port2
OUT DX，AL
MOV DX，port3
OUT DX，AL HLT
0832-1的输入寄存器地址 0832-2的输入寄存器地址 DAC寄存器地址
8位Cpu与8位D/A芯片的接口设计
见课本P341 图12－1
1 数据线的连接 2 锁存器的加入
其它引线：
VREF：参考电压。 -10V～+10V，一般为+5V或+10V
IOUT1、IOUT2：D/A转换差动电流输出。 用于连接运算放大器的输入
Rfb：内部反馈电阻引脚，接运放输出 AGND、DGND：模拟地和数字地
工作模式
单缓冲模式 双缓冲模式 无缓冲模式
单缓冲模式
使输入锁存器或DAC寄存器二者之一处于直通， 即芯片只占用一个端口地址。
双缓冲方式——同步转换举例
0832-1 port1
A10-A0 译码器
port2
port3
0832-2
直通模式
使内部的两个寄存器都处于直通状态。模拟输出 始终跟随输入变化。
不能直接与数据总线连接，需外加并行接口(如 74LS373、8255等)。
工作方式
单缓冲方式 – 使输入锁存器或DAC寄存器二者之一处于直通。CPU只需一次 写入即开始转换。控制比较简单。见教材p352图。
双缓冲方式（标准方式） – 转换要有两个步骤：
• 将数据写入输入寄存器 – CS#=0、WR1#=0、ILE=1
• 将输入寄存器的内容写入DAC寄存器 – WR2#=0、XFER#=0
– 优点：数据接收与D/A转换可异步进行； 可实现多个DAC同步转换输出——分时写入、同步转换
直通方式 – 使内部的两个寄存器都处于直通状态。模拟输出始终跟随输入 变化。 – 不能直接与数据总线连接，需外加并行接口(如74LS373、 8255等)。
CPU只需一次写入即开始转换。写入数据的程序为： MOV DX，PORT MOV AL，DATA OUT DX，AL
双缓冲模式（标准模式）
对输入寄存器和DAC寄存器均需控制； 当输入寄存器控制信号有效时，数据写入输入寄存器中；
再在DAC寄存器控制信号有效时，数据才写入DAC寄 存器，并启动变换； 此时芯片占用两个端口地址； 优点：数据接收与D/A转换可异步进行；
转换精度
用最大的静态转换误差的形式表示，这个转换误差应包 括非线性误差、比例系数误差以及漂移误差等综合误 差，它反映了实际输出电压与理论输出电压之间的接
近程度。
转换时间
DAC的输入数字量有满刻度值的变化时，其输出模拟信 号电压达到满刻度值1/2LSB（最低有效位）时所需要 的时间。
线性度
通常用非线性误差的大小表示DAC的线性度。在D/A转 换时，若数据连续转换，则输出的模拟量应该是线性 的。即在理想情况下，DAC的转换特性应是线性的， 实际转换中，把理想的输入／输出特性的偏差与满刻 度输入之比的百分数，称为非线性误差。
输出电平
不同型号的D/A转换器件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则高达24V～ 30V。
基本变换原理
Sn-1
S2
V0
n
=-
i=1
1 2i
SiVref
Rf
S1 S0
Vi -
V0
+
2RVBiblioteka efRVn-12R 2R 2R
...
R R 2R
V2 V1 V0
如果用8位二进制代码来控制图中的S1～S8(Di=1时Si闭合； Di=0时Si断开)，则不同的二进制代码就对应不同输出 电压VO；
DAC0832
CS 1
WR1 2
AGND 3
D3 4
D2 5
D1 6
D0 7
VREF
8 9
Rfb 10
DGND
20 VCC 19 ILE 18 WR2 17 XFER 16 D4 15 D5 14 D6 13 D7 12 LOUT2 11 LOUT1
用于DAC寄存器的控制信号：
WR2：写DAC寄存器 XFER：允许输入锁存器的数据传送到DAC寄存器
LE2
CS 1 WR1 2 WR2 18
XFER 17
≥1
≥1
DAC0832框图
8位 D/A 转换 器
Rfb
8 12
VREF IOUT2
11 IOUT1
9 Rfb 3 AGND(模拟地) 20 VCC(+5V或+15V） 10 DGND（数字地）
主要引脚功能
输入寄存器控制信号： D7～D0：输入数据线 ILE：输入锁存允许 CS：片选信号 WR1：写输入锁存器
当代码在0～FFH之间变化时，VO相应地在0～(255/256)Vref之间变化；
V0
=
n
-
i=1
1 2i
SiVref
12.1 CPU与8位D/A芯片的接口 补充：8位D/A转换器DAC0832
输入数据 D0～ D7
8位 4～ 7 输入 13 ～16 寄存
器
8位 DAC 寄存～ 器
ILE 19
LE1 ＆
微机原理第数模转换与模数转换接口
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
第12章 数模转换与模数转换接口
12.1 D/A转换器接口 12.2 A/D转换器接口
12.1 D/A转换器接口
DAC的性能指标
分辨率 DAC所能分辨的最小电压增量。它反映了DAC 对微小输入量变化的敏感性。分辨率的高低通 常用二进制输入量的位数来表示，例如分辨率 是8位、10位、12位等。有时，也用最小输出 电压与最大输出电压之比的百分数来表示。对 于一个n位DAC，其分辨率为：1/2n-1。
分时写入、同步转换。
双缓冲模式的数据写入程序
MOV AL，data MOV DX，port1
OUT DX，AL
MOV DX，port2
OUT DX，AL
MOV DX，port3
OUT DX，AL HLT
0832-1的输入寄存器地址 0832-2的输入寄存器地址 DAC寄存器地址
8位Cpu与8位D/A芯片的接口设计
见课本P341 图12－1
1 数据线的连接 2 锁存器的加入
其它引线：
VREF：参考电压。 -10V～+10V，一般为+5V或+10V
IOUT1、IOUT2：D/A转换差动电流输出。 用于连接运算放大器的输入
Rfb：内部反馈电阻引脚，接运放输出 AGND、DGND：模拟地和数字地
工作模式
单缓冲模式 双缓冲模式 无缓冲模式
单缓冲模式
使输入锁存器或DAC寄存器二者之一处于直通， 即芯片只占用一个端口地址。
双缓冲方式——同步转换举例
0832-1 port1
A10-A0 译码器
port2
port3
0832-2
直通模式
使内部的两个寄存器都处于直通状态。模拟输出 始终跟随输入变化。
不能直接与数据总线连接，需外加并行接口(如 74LS373、8255等)。
工作方式
单缓冲方式 – 使输入锁存器或DAC寄存器二者之一处于直通。CPU只需一次 写入即开始转换。控制比较简单。见教材p352图。
双缓冲方式（标准方式） – 转换要有两个步骤：
• 将数据写入输入寄存器 – CS#=0、WR1#=0、ILE=1
• 将输入寄存器的内容写入DAC寄存器 – WR2#=0、XFER#=0
– 优点：数据接收与D/A转换可异步进行； 可实现多个DAC同步转换输出——分时写入、同步转换
直通方式 – 使内部的两个寄存器都处于直通状态。模拟输出始终跟随输入 变化。 – 不能直接与数据总线连接，需外加并行接口(如74LS373、 8255等)。
CPU只需一次写入即开始转换。写入数据的程序为： MOV DX，PORT MOV AL，DATA OUT DX，AL
双缓冲模式（标准模式）
对输入寄存器和DAC寄存器均需控制； 当输入寄存器控制信号有效时，数据写入输入寄存器中；
再在DAC寄存器控制信号有效时，数据才写入DAC寄 存器，并启动变换； 此时芯片占用两个端口地址； 优点：数据接收与D/A转换可异步进行；
转换精度
用最大的静态转换误差的形式表示，这个转换误差应包 括非线性误差、比例系数误差以及漂移误差等综合误 差，它反映了实际输出电压与理论输出电压之间的接
近程度。
转换时间
DAC的输入数字量有满刻度值的变化时，其输出模拟信 号电压达到满刻度值1/2LSB（最低有效位）时所需要 的时间。
线性度
通常用非线性误差的大小表示DAC的线性度。在D/A转 换时，若数据连续转换，则输出的模拟量应该是线性 的。即在理想情况下，DAC的转换特性应是线性的， 实际转换中，把理想的输入／输出特性的偏差与满刻 度输入之比的百分数，称为非线性误差。
输出电平
不同型号的D/A转换器件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则高达24V～ 30V。
基本变换原理
Sn-1
S2
V0
n
=-
i=1
1 2i
SiVref
Rf
S1 S0
Vi -
V0
+
2RVBiblioteka efRVn-12R 2R 2R
...
R R 2R
V2 V1 V0
如果用8位二进制代码来控制图中的S1～S8(Di=1时Si闭合； Di=0时Si断开)，则不同的二进制代码就对应不同输出 电压VO；
DAC0832
CS 1
WR1 2
AGND 3
D3 4
D2 5
D1 6
D0 7
VREF
8 9
Rfb 10
DGND
20 VCC 19 ILE 18 WR2 17 XFER 16 D4 15 D5 14 D6 13 D7 12 LOUT2 11 LOUT1
用于DAC寄存器的控制信号：
WR2：写DAC寄存器 XFER：允许输入锁存器的数据传送到DAC寄存器
LE2
CS 1 WR1 2 WR2 18
XFER 17
≥1
≥1
DAC0832框图
8位 D/A 转换 器
Rfb
8 12
VREF IOUT2
11 IOUT1
9 Rfb 3 AGND(模拟地) 20 VCC(+5V或+15V） 10 DGND（数字地）
主要引脚功能
输入寄存器控制信号： D7～D0：输入数据线 ILE：输入锁存允许 CS：片选信号 WR1：写输入锁存器
当代码在0～FFH之间变化时，VO相应地在0～(255/256)Vref之间变化；
V0
=
n
-
i=1
1 2i
SiVref
12.1 CPU与8位D/A芯片的接口 补充：8位D/A转换器DAC0832
输入数据 D0～ D7
8位 4～ 7 输入 13 ～16 寄存
器
8位 DAC 寄存～ 器
ILE 19
LE1 ＆
微机原理第数模转换与模数转换接口
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
第12章 数模转换与模数转换接口
12.1 D/A转换器接口 12.2 A/D转换器接口
12.1 D/A转换器接口
DAC的性能指标
分辨率 DAC所能分辨的最小电压增量。它反映了DAC 对微小输入量变化的敏感性。分辨率的高低通 常用二进制输入量的位数来表示，例如分辨率 是8位、10位、12位等。有时，也用最小输出 电压与最大输出电压之比的百分数来表示。对 于一个n位DAC，其分辨率为：1/2n-1。