数模模数转换

Sopc设计设计(论文)用纸

数模模数转换

实验设计

所在系部：电子系

所在专业：电子信息科学与技术所在班级：电本0803班

姓名：陈婷 200807211144

指导教师姓名：刘明君

完成时间：2011.06.12

目录

一. 设计目标 (3)

数/模转换器

二．DAC0832工作原理 (3)

三．DAC083设计方案 (4)

1．EWB仿真 (4)

2．数模转换PROTEL (5)

数模转换PCB (5)

模/数转换器

四．ADC0809工作原理 (5)

五．ADC0809设计方案 (6)

1．EWB仿真 (7)

2．模数转换PROTEL (7)

模数转换PCB (8)

六. 个人总结与感想： (8)

注：主要负责：模数转换PROTEL PCB

一.设计目标

1. 熟悉数模/模数转换原理；

2. 运用DAC0832和ADC0809设计数模/模数转换器；

数/模转换器DAC0832

二、DAC0832的设计原理

数模转换器DAC0832是接收数字量，输出一个与数字量相对应的电流信号的模拟量接口。 DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。图1-1和图1-2分别为DAC0832的引脚图和内部结构图。其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1μs，满量程误差为±1LSB，参考电压为(+10?/span>-10)V，供电电源为(+5～+15)V，逻辑电平输入与TTL 兼容。从图1-1中可见，在DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号 /XFER。

上图中，当ILE为高电平，片选信号 /CS 和写信号 /WR1为低电平时，输入寄存器控制信号为1，这种情况下，输入寄存器的输出随输入而变化。此后，当 /WR1由低电平变高时，控制信号成为低电平，此时，数据被锁存到输入寄存器中，这样输入寄存器的输出端不再随外部数据DB的变化而变化。

对第二级锁存来说，传送控制信号 /XFER 和写信号 /WR2同时为低电平时，二级锁存控制信号为高电平，8位的DAC寄存器的输出随输入而变化，此后，当/WR2由低电平变高时，控制信号变为低电平，于是将输入寄存器的信息锁存到DAC寄存器中。

图中其余各引脚的功能定义如下：

(1)、DI

7～DI

：8位的数据输入端，DI

7

为最高位。

(2)、I

OUT1

：模拟电流输出端1，当DAC寄存器中数据全为1时，输出电流最大，当 DAC寄存器中数据全为0时，输出电流为0。

(3)、I

OUT2 ：模拟电流输出端2， I

OUT2

与I

OUT1

的和为一个常数，即I

OUT1

＋I

OUT2

＝常

数。

(4)、RFB ：反馈电阻引出端，DAC0832内部已经有反馈电阻，所以RFB端可以直接接到外部运算放大器的输出端，这样相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输出端和输入端之间。

(5)、VREF ：参考电压输入端，此端可接一个正电压，也可接一个负电压，它决定0至255的数字量转化出来的模拟量电压值的幅度，VREF范围为(+10～-10)V。VREF端与D/A内部T形电阻网络相连。

(6)、Vcc ：芯片供电电压，范围为(+5~ 15)V。

(7)、AGND ：模拟量地，即模拟电路接地端。

(8)、DGND ：数字量地。

三．DAC0832的设计方案

1. 数模转换EWB仿真如下：

从数字器件库中选出74192（用来输入数字信号），模数转换器（ADC），运算放大器及电阻，在实验电路工作区搭建实验电路。打开仿真开关，进行仿真实验。

数模转换EWB仿真波形：

2. 数模转换PROTEL

数模转换PCB

模/数转换器ADC0809

在模拟量转换为数字量的过程中，由于输入的模拟量在时间上是连续的，而输出的数字量是离散的，所以进行转换时只能在一系列选定的瞬间对输入的模拟量采样后再转换为输出的数字量。模/数转换器的作用就是将输入的模拟电压数字化。

转换过程一般通过采样、保持、量化和编码四个步骤完成。在实际电路中，这些过程有的通常是合并进行的，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。

四、ADC0809 的设计原理

ADC0809 是8 位逐次逼近型A/D转换器。它由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成（见图1）。多路开关可选通8个模拟通道，允许8 路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D 转换完

的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。

IN0－IN7：8 条模拟量输入通道

ADC0809 对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放

大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。

地址输入和控制线：4条ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE 线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B 和C 为地址输入线，用于选通IN0－IN7 上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示

C B A 选择的通道

0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7

数字量输出及控制线：11 条ST 为转换启动信号。当ST 上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D 转换；在转换期间，ST 应保持低电平。EOC 为转换结束信号。当EOC 为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D 转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0 为数字量输出线。

CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，

通常使用频率为500KHZ，

VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。

五．ADC0809 的设计方案

1. 模数转换EWB仿真：

打开混合集成器件库，取出模数转换器（ADC），如图所示。在实验电路