微机原理与接口技术课程论文

微机原理与接口技术题目基于DAC0832的函数发生器设计与实现

学生姓名管高翔

学号20071305044

院系电子与信息工程学院

专业电子信息工程

指导教师周欣

二ＯＯ九年十二月二十日

基于DAC0832的函数发生器设计与实现

管高翔

南京信息工程大学电子与信息工程学院，南京210044

摘要：在了解DAC0832芯片的基础上，实现数字量到模拟量的转换，通过对8255A的内部控制字、方式字的设置以及将开关置入的数字信号传输到DAC0832进行数模转换，最终达到输出正弦波、三角波、锯齿波、脉冲波的目的，根据开关输入情况进行波形切换，实现用户操作的随意性。

关键词：函数发生器；8086；DAC0832；8255A

0.引言

在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的函数发生器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可以方便地设计各种函数发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。

1.系统方案及思路

需求分析:以PC8086微处理机为基础设计开发能输出多种波形的函数发生器:

(1)能输出正弦波、三角波、锯齿波、脉冲波；

(2)能根据开关的变化进行波形切换。

1.1硬件部分

(1)根据要求及分析，本设计中硬件部分数/模转换器选用National Semiconductor的DAC0832；

(2)选择8255A作为CPU与DAC0832之间的并行接口芯片，其中A口作为开关量的输入端；

(3)另外还需要有:Intel8086CPU(中央处理器)芯片1颗；EL-8086型单板机开发环境一套；PC 机(Personal Computer，个人计算机)一台。

1.2软件部分

(1)程序采用循环依次显示四组波段的方式；

(2)首先对8255A进行初始化，方式0，A口输入；

(3)在显示过程中判断开关量是否有变化；

(4)若没有变化，则继续显示；若有改变，就重新判断要输出的波形；

(5)相应地，在程序中编制显示正弦波段、三角波段、锯齿波段和脉冲波段，由上述的判断结果，根据条件进行跳转。

2.硬件设计

2.1模数转换器 DAC0832 的简要介绍

DAC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、保持和转换的是数字信息，不存在随温度和时间的漂移问题，因此电路的抗干扰性能较好。DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片，它具有价格低廉、接口简单及转换控制容易等特点。它由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位DIA转换电路及转换控制电路组成，能和CPU数据总线直接相连，属中速转换器，大约在1us内将一个数字量转换成模拟量输出。

2.1.1DAC0832的结构如下：

图1 DAC0832的内部结构和引脚图

D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)；ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；

CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；

WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存；

XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；

WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR1、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换；

IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化；

IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；

Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；Vcc：电源输入端，Vcc 的范围为+5V～+15V；VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V～+10V；

AGND：模拟信号地；

DGND：数字信号地。

2.1.2DAC0832的三种工作方式

（1）直通方式

直通方式就是使DAC0832内部的两个寄存器（输入寄存器和DAC寄存器）

处于不锁存状态，数据一旦到达输入端DI7～DI0,就直接送入D/A转换器，被转

换成模拟量。当ILE为高电平，CS和WR1﹑WR2和XFER端都接数字地，这时

锁存信号LE1﹑LE2均为高

电平，输入寄存器和DAC寄存器均处于不锁存状态，即直通方式。

（2）单缓冲方式

单缓冲方式就是使两个寄存器中的一个处于缓冲方式，另一个处于锁存方式，数据只通过一级缓冲器送入D/A转换器。通常的做法是将和XFER均接地，使DAC寄存器处于直通方式，而把ILE接高电平，接端口地址译码信号，WR1接CPU系统总线的IOW信号，使输入寄存器处于锁存方式。单缓冲方式只需执行一次写操作即可完成D/A转换。一般不需要多个模拟量同时输出时，可采用单缓冲方式。

（3）双缓冲方式

双缓冲方式就是使两个寄存器均处于锁存方式，数据要经过两级锁存（即两级

缓冲）后再送入D/A转换器，这就是说，要执行两次写操作才能完成一次D/A转换。只要将ILE 接高电平，WR1和WR2接CPU的IOW，CS和XFER分别接两个不同的I/O地址译码信号即可。图中的Rfb是内部电阻，是为外部运算放大器提供的反馈电阻，用以提供适当的输出电压，Vref 端是由外电路为芯片提供的参考电源，电压范围在-10V～+10V。另外，DAC0832为电流输出型DAC，使用时需外接运算放大器，芯片的电源电压最好工作在+15V。

2.1.3DAC0832在本设计中的作用

在本设计中主要用来将开关打入的数字信号转换为相应的模拟信号，图2为DAC0832在本设