第十章数模与模数转换器接口优秀课件

DI1
DI0
4.7uF +
WR1 Vref
A3 -
WR2 DGND
100
BYTE1 /BYTE2 CS
10k
-
Vout
+ A2
W2
22k
-12V
470 +12V
200 W3 2DW7C 1K
XFER
图10-5 DAC121与CPU连接
D7~D0
200~20FH CS A0 IOW 10K +5V
2、接口电路结构形式 1、中小规模逻辑芯片构成接口电路与CPU连接 2、通用并行IO接口芯片与CPU连接 3、GAL器件 10.2 D/A转换器接口电路设计
1.片内无三态输入缓冲器的8位DA转换接口设计 P260
2.片内有三态输 入缓冲器的8位 DA转换接口设 计
DAC0832是 一片典型的8位 DAC芯片，其 引脚和内部结构 如图10-2所示。
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（1）当DAC位数与数据总线宽度相同， 具有数据缓冲能力时，可直接与CPU连接。
（2）当DAC位数与数据总线宽度相同，DAC 没有数据寄存器时，必须外加锁存器或I/O 接口芯片（如8255A等）才能与CPU连接。 当DAC位数大于数据总线宽度，DAC无论有 无数据寄存器时，都必须外加锁存器或I/O 接口芯片才能与CPU相连接。
微机原理及应用
第十章数模与模数转换器接口
西南民族大学电气信息工程学 院
计算机输出的数字量有时需要转换为模拟量 去控制某些执行元件（如声卡播放音乐等）。
A/D转换器完成模拟量→数定量的转换， D/A转换器完成数字量→模拟量的转换。
10.1 数/模（D/A）转换的接口方法 D/A转换器完成数字量→ 模拟量的转换， 这在计算机和虚拟信号发生器中应用非常 普遍。 一、D/A转换器特性及连接 D/A转换器一般是根据自己的需要选择相应 数据位宽度和速度的D/A转换芯片，在选择 D/A转换器芯片时一般考虑如下指标：
（1）分辨率： 指D/A转换器能转换的二进制的位数。位数多
分辨率就高。
（2）转换时间： 指数字量输入到完成转换、输出达到最终值并稳定
为止所需的时间。 一般电流型D/A转换器在几秒到几百微秒之内；而电 压型D/A转换器转换较慢，取决于运算放大器的响应 时间。
（3）精度： 指D/A转换器实际输出与理论值之间的误差， 一般采用数字量的最低有效位作为衡量单位
（1）输入缓冲能力：
DAC的输入缓冲能力是非常重要的，具有缓冲能力 （数据寄存器）的DAC芯片可直接与CPU或系统总线 相连，否则必须添加锁存器。
（2）输入码制： DAC输入有二进制BCD码两种，对于单极性
DAC可接收二进制和BCD码；双极性DAC接收偏 移二进制或补码。
（3）输出模拟量的类型： DAC输出有电流型和电压型两种，用户可根据
（如 1/2LSB）。如D/A分辨率为20mV，则精 度为 ±10mV.
（4）线性度： 当数字量变化时，D/A转换器输出的模拟量按 比例变 化的程度。
2 、D/A转换器的连接特性
DAC（数字模拟变换集成电路）是系统或设备中的 一个功能器件，当将它接入系统时，不同的应用场 合对其输入输出有不同的要求，一般考虑以下几方 面：
2.12位DAC连接 由于微机的I/O指令一次只能输出8位数
据，因此对于数据宽度大于8位DAC只能 分两次输入数据，为此一般大于8位数据 宽度的DAC内部均设计有两级数据缓冲， 如12位DAC1210内部就有两级数据缓冲， 内部结构如图10-4所示。
DI11 15 DI10 16 DI9 17 DI8 18 DI7 19 DI6 20 DI5 4 DI4 5
图10-4 DAC1210内部结构
D7 D6 D5 D4 D3 D2 系 D1 统 D0 总 线
IOW AEN
AB
Y0 译 码 Y1 器
Y2
DI11 Rfb DI10
DI9 101
DI8 102
DI7 DI6
AGND
DI5
-
10k
+ A1
W1 22k
-12V
DI4
DI3 DI2
Vcc
+12V +5V
CS 1 WR1 2 AGND 3
DI3 4 DI2 5 DI1 6 DI0 7 VREF 8 RFB 9 DGND 10
20 VCC 19 ILE 18 WR2 17 XFER 16 DI4 15 DI5 14 DI6 13 DI7 12 IOUT1 11 IOUT2
DI7~DI10 8位 输入
DI3 6 DI2 7 DI1 8 DI0 9 BYTE1 23 /BYTE2
CS 1 WR1 2
WR1 21 WR2 22
8位输入 锁存器
LE
4位输入 锁存器
12位DAC 存储器
LE
LE
MSB
12位相乘型 D/A转换器
LSB
10 Vref 14 Iout2 13 Iout1
11 Rfb
24 Vcc 3 AGND 24 DGND
需要选择，也可进行电流→电压转换。 （4）输出模拟量的极性：
DAC有单极性和双极性两种，如果要求输出有 正负变化，则必须使用双极性DAC芯片。
二、D/A转换器与微处理器的接口方法 1、接口任务
D/A转换器工作时，只要CPU把数据送入它的输 入端，就开始转换，是一种无条件传送。
DAC芯片与CPU或系统总路线连接时，可从数据 总线宽度是否与DAC位数据匹配、DAC是否具有 数据寄存器两个方面来虑，一般有下面几种情况：
寄存器
LE1 ILE
8位 DAC 寄存器
LE2
8位
D/A 寄存器
CS WR1
WR2 XFER
图10-2 DAC0832引脚及内部结构
VREF IOUT2 IOUT1
RFB AGND (模拟地 )
D7~D0
系 IOW 统 总 线 A9~A0
AEN
DAC0832 DI0~7 Verf
+5V R
Rfb WR1
+5V
ILE
I01
译 200H
码
CS
I02
-
Vout
A
+
器 WR2 AGND
XFER DGND
图10-3 DAC0832单缓冲方式连接
DAC0832有三种工作方式： （1）双缓冲方式 （2）单缓冲方式 （3）直通方式
注：在DAC实际连接中，要注意区分“模拟地” 和“数字地”的连接，为了避免信号串扰，数字 量部分只能连接到数字地，而模所量部分只能连 接到模拟地。 采用单缓冲方式连接如图10-3所示。 利用DAC可实现任意波形（如锯齿波、三角波、正 弦波等）的输出，如输出锯齿波、三角波的程序 段如下：