da和ad轉(zhuǎn)換器接口(已修改)
2024-10-28 16:03 本頁面
【正文】 D/A和 A/D轉(zhuǎn)換器接口 A/D及 D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標 分辨率 （ Resolution） 分辨率是指 A/D轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出模擬增量 ， 取決于輸入數(shù)字量的二進制位數(shù) 。 轉(zhuǎn)換精度 （ Conversion Accuracy） 轉(zhuǎn)換精度指滿量程時 ADC的實際模擬輸出值和理論值的接近程度 。 量程 (滿刻度范圍 —— FULL Scale Range) 量程是指輸入模擬電壓的變化范圍。例如某轉(zhuǎn)換器具有 10V的單極性范圍或 5～ +5V的雙極性范圍。則它們的量程都為10V。滿刻度只是個名義值，實際的 A/D， D/A轉(zhuǎn)換器的最大輸出值總是比滿刻度值小 1/2n， n為轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。例如 12位的 A/D轉(zhuǎn)換器，其滿刻度值為 10V，而實際的最大輸出值為 : A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術指標 )( 11010 12 V?????線性度（ Linearity） 線性度是指 ADC的實際轉(zhuǎn)換特性曲線和理想直線之間的最大偏移差。 轉(zhuǎn)換時間（ Conversion Time） 從發(fā)出啟動轉(zhuǎn)換開始直至獲得穩(wěn)定的二進代碼所需的時間稱為轉(zhuǎn)換時間，轉(zhuǎn)換時間與轉(zhuǎn)換器工作原理及其位數(shù)有關，同種工作原理的轉(zhuǎn)換器，通常位數(shù)越多，其轉(zhuǎn)換時間越長。 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術指標 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術指標與 A/D轉(zhuǎn)換器基本相同，只是轉(zhuǎn)換時間的概念略有不同， D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間又叫建立時間，它是指當輸入的二進制代碼從最小值突然跳變至最大值時，其模擬輸出電壓相應的滿度跳躍并達到穩(wěn)定所需的時間。一般而言，D/A的轉(zhuǎn)換時間比 A/D要短得多。 DAC芯片類型及接口方法 各種類型的 DAC芯片都具有數(shù)字量輸入端和模擬量輸出端及基準電壓端。數(shù)字輸入端有以下幾種類型：①無數(shù)據(jù)鎖存器，②帶單數(shù)據(jù)鎖存器，③帶雙數(shù)據(jù)鎖存器，④可接收串行數(shù)字輸入。第 1種在與單片機接口時，要外加鎖存器，第 2種和第 3種可直接與單片機接口，第 4種與單片機接口十分簡單，接收數(shù)據(jù)較慢，適用于遠距離現(xiàn)場控制的場合。模擬量輸出有兩種方式：電壓輸出及電流輸出。電壓輸出的 DAC芯片相當于一個電壓源，其內(nèi)阻很小，選用這種芯片時，與它匹配的負載電阻應較大。電流輸出的芯片相當于電流源，其內(nèi)阻較大，選用這種芯片時，負載電阻不可太大。 在實際應用中，常選用電流輸出的 DAC芯片實 現(xiàn)電壓輸出，如圖所示： 無內(nèi)部數(shù)據(jù)鎖存器的 DAC芯片，尤其是分辯率高于 8位的 DAC芯 片，在設計與 8位單片機接口時，要外加數(shù)據(jù)鎖存器作為緩 沖器。下圖是一種單緩沖器接口。 在 10位 DAC芯片與 8位單片機之間接入兩個鎖存器，鎖存器 A鎖存 10位數(shù)據(jù) 中的低 8位，鎖存器 B鎖存高 2位。單片機分兩次輸出數(shù)據(jù)，先輸出低 8位數(shù) 據(jù)到鎖存器 A，后輸出高 2位數(shù)據(jù)到鎖存器 B。設鎖存器 A和鎖存器 B的地址 分別為 002CH和 002DH，則執(zhí)行下列指令后完成一次 D/A轉(zhuǎn)換： MOV DPTR， 002CH MOV A， DATA8 MOVX @DPTR， A ；輸出低 8位 INC DPTR MOV A， DATA2 MOVX @DPTR， A ；輸出高 2位 這種接口存在一個問題，就是在輸出低 8位數(shù)據(jù)和高 2位數(shù)據(jù)之間，會產(chǎn)生 “毛剌”現(xiàn)象，如圖 (b)所示。假設兩個鎖存器原來的數(shù)據(jù)為 0001111000，現(xiàn)在要求轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)為 0100001011，新數(shù)據(jù)分兩次輸出， 第一次輸出低 8位，這時 DAC將把新的 8位數(shù)據(jù)的與原來數(shù)據(jù)的高 2位一起 組成 0000001011轉(zhuǎn)換成輸出電壓，而該電壓是不需要的，即所謂“毛刺”。 避免產(chǎn)生毛刺的方法之一是采用雙組緩沖器結(jié) 構(gòu)，如下圖所示。 單片機先把低 8位數(shù)據(jù)選通輸入鎖存器 1中，然后將高 2位數(shù)據(jù)選 通輸入鎖存器 3中，并同時選通鎖存器 2，使鎖存器 2與鎖存器 3 組成 10位鎖存器向 DAC同時送入 10位數(shù)據(jù)由 DAC轉(zhuǎn)換成輸出電 壓。當?shù)刂啡鐖D中所示時，執(zhí)行以下程序完成一次 D/A轉(zhuǎn)換： MOV DPTR， 6000H MOV A， DATA8 MOVX @DPTR， A ；輸出低 8位數(shù)據(jù) INC DPTR MOV A， DATA2 MOVX @DPTR， A ；輸出高 2位 ,并同時輸出 10位數(shù)據(jù) D/A轉(zhuǎn)換器芯片 DAC0832 DAC0832是一個 8位 D/A轉(zhuǎn)換器芯片 ， 單電源供電 ， 從 +5V～ +15V均可正常工作 ， 基準電壓的范圍為 177。 10V， 電流建立時間為 1181。s，CMOS工藝 ， 低功耗 20mm。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由 1個 8位輸入寄存器 、 1個 8位 DAC寄存器和 1個 8位D/A轉(zhuǎn)換器組成 。 DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DAC0832是典型的帶內(nèi)部雙數(shù)據(jù)緩沖器的 8位 D/A芯片。圖中 LE是寄存命令，當 LE =1時，寄存器輸出隨輸入變化，當 LE =0時，數(shù)據(jù)鎖存在寄存器中。當 ILE端為高電平， CS與 WR1同時為低電平時，使得 LE1 =1；當 WR1變?yōu)楦唠娖綍r，輸入寄存器便將輸入數(shù)據(jù)鎖存。當 XFER與WR2同時為低電平時，使得 LE2 =1， DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入變化， WR2上升沿將輸入寄存器的信息鎖存在該寄存器中。 DAC0832的工作方式 DAC0832利用 WR1 、 WR2 、 ILE、 XFER 控制信號可以構(gòu)成三種不同的工作方式。 1) 直通方式 —— WR1= WR2 =0時，數(shù)據(jù)可以從輸入端經(jīng)兩個寄存器直接進入 D/A轉(zhuǎn)換器。 2)單緩沖方式 —— 兩個寄存器之一始終處于直通，即 WR1=0或 WR2=0，另一個寄存器處于受控狀態(tài)。 3)雙緩沖方式 —— 兩個寄存器均處于受控狀態(tài)。這種工作方式適合于多模擬信號同時輸出的應用場合。 單緩沖方式的接口與應用 1．單緩沖方式連接 所謂單緩沖方式就是使 DAC0832的兩個輸入寄存器中有一個處于直通方式，而另一個處于受控鎖存方式。 為使 DAC寄存器處于直通方式，應使 WR2 =0和XFER=0。為此可把這兩個信號固定接地，或如電路中把WR2與 WR1相連，把 XFER與 CS相連。 為使輸入寄存器處于受控鎖存方式，應把 WR1接8051的 WR， ILE接高電平。此外還應把 CS接高位地址線或地址譯碼輸出，以便于對輸入寄存器進行選擇。 DAC0832單緩沖方式接口 WR74LS373GDAC0832DI7 0CSX F E R1WR2
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