【文章內(nèi)容簡介】 行輸出端口；若 D/A轉(zhuǎn)換器內(nèi)沒有數(shù)據(jù)鎖存器，則微處理器把 D/A轉(zhuǎn)換器芯片當作一個并行輸出的外設(shè)，在兩者之間還需要增加并行輸出的接口，該接口實際上就是一個數(shù)據(jù)鎖存器。 （ 2）其它問題。除了數(shù)據(jù)鎖存問題，絕大多數(shù) D/A轉(zhuǎn)換器還需要考慮地址譯碼和信號組合等問題，個別的 D/A轉(zhuǎn)換器還要考慮電平匹配問題?？傊?，接口的目的是希望使微處理器簡單地執(zhí)行一次輸出指令就能建立一個給定的電壓或電流輸出。 D/A轉(zhuǎn)換器芯片與微處理器的接口 2. DAC 0832與 8位微處理器的連接 圖 119是 DAC工作于雙緩沖方式下，與 8位微處理器的連接圖。 DAC 0832是作為微處理器的一個端口。由于DAC 0832內(nèi)部有鎖存器，所以接口特別簡單，只需要外加地址譯碼給出片選信號即可。圖 119中，將和同接在地址譯碼器輸出端上，的端口地址為320H，的端口地址為 321H，把和同接到 CPU的寫信號上。因本例沒有外界的禁止輸入鎖存控制，故ILE可簡單地接 +5V。 D/A轉(zhuǎn)換器芯片與微處理器的接口 圖 119 CPU與 DAC0832接口 CPU執(zhí)行第一條輸出指令，將待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入輸入寄存器；再執(zhí)行第二條輸出指令，把輸入寄存器的內(nèi)容寫入DAC寄存器，并啟動 D/A轉(zhuǎn)換。執(zhí)行第二條輸出指令時，AL中的數(shù)據(jù)時多少是無關(guān)緊要的，主要目的是使有效。 一個數(shù)據(jù)通過 DAC0832輸出的典型程序段如下： MOV DX,320H ；執(zhí)行輸入寄存器 MOV AL,DATA ； DATA為被轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù) OUT DX,AL ；數(shù)據(jù)打入輸入寄存器 INC DX ；指向 DAC寄存器 OUT DX,AL ；選通 DAC寄存器，啟動 D/A轉(zhuǎn)換 DAC0832應(yīng)用 利用 D/A轉(zhuǎn)換器的模擬輸出和輸入數(shù)字代碼存在比例關(guān)系的特性，通過軟件控制輸入代碼的變化規(guī)律，就可以產(chǎn)生各種形式的模擬電流或電壓波形，如鋸齒波、三角波、正弦波等。 DAC0832就產(chǎn)生波形的原理： 鋸齒波：送出數(shù)字量 0，加 1到 255，循環(huán)上述過程即形成鋸齒波。 三角波：送出數(shù)字量 0。加 1到 255，然后減 1到 0，循環(huán)上述過程即形成三角波。 矩形波：將方波的高電平和低電平延時時間進行修改，即成矩形波。 梯形波：鋸齒波和方波的組合。 1．產(chǎn)生鋸齒波 例 112 鋸齒波的產(chǎn)生。鋸齒波發(fā)生器的電路結(jié)構(gòu)如下圖 1110。 VR E FRFBIO U T 2IO U T 1－＋VO＋ 5 VD0～ D7D A C 0830ILECS1WR2WRX F E R8255APA0～ PA7PB4PB3PB2PB1PB08086或8088圖 1110 DAC0832鋸齒波發(fā)生器 控制程序清單如下： ； 8255A初始化 MOV DX， 0E003 ； 8255A的控制端口地址 MOV AL， 80H ；設(shè)置 8255A的方式字 OUT DX， AL ； B口控制 DAC的轉(zhuǎn)換 MOV DX， 0E001H ； 8255A的 B口地址 MOV AL， 10H ；置 0830為直通工作方式 OUT DX， AL ；生成鋸齒波 MOV DX， 0E000H ；設(shè)置 DAC端口號 MOV AL， 0H ；設(shè)置初值 L1： OUT DX， AL ；向 DAC送數(shù)據(jù) INCAL ；輸出數(shù)據(jù)加 1 NOP ；延時 JMP L1 2. 三角波的產(chǎn)生 例 113 在原有硬件電路的基礎(chǔ)上，換用下述程序即可產(chǎn)生三角波。 MOV DX， 0E000H MOV AL， 0H ；輸出數(shù)據(jù)從 0開始 L2： OUT DX， AL INC AL ；輸出數(shù)據(jù)加 1 JNZ L2 ； AL是否加滿？未滿，繼續(xù) MOV AL， 0FFH ；已滿， AL置全“ 1” L3： OUT DX， AL DEC AL ；輸出數(shù)據(jù)減 1 JNZ L3 ； AL是再減到“ 0”？不是，繼續(xù) JMP L2 A/D (模數(shù) )轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理 A/D轉(zhuǎn)換器的原理框圖如圖 1111所示?？梢姡?A/D轉(zhuǎn)換器由電壓比較器、 D/A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、置數(shù)選擇邏輯電路、時鐘等組成。這是 A/D芯片中最常用的邏輯結(jié)構(gòu)形式。 A/D轉(zhuǎn)換經(jīng)歷采樣 — 量化 — 編碼 3個階段。 (1) 采樣原理：采樣頻率至少大于等于被采樣頻率的 2倍，才能反映原信號。 (2) 量化：連續(xù)信號離散劃分為量化層，在一個量化層內(nèi)的所有相量歸到一個量化線輸出。 8位 A/D轉(zhuǎn)換器，共分為 28=256個量化層，由此類推。 (3) 編碼：工作原理稱為逐次逼近法，又稱為二分搜索法：首先用最大量程電壓一半的數(shù)據(jù)置入逐次逼近寄存器 (即最高位是 1，其余全是 0)，經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換成模擬電壓 Vd，與模擬輸入電壓 Vi進行比較。若 Vi＞ Vd，則電壓比較器輸出 1，回饋到置數(shù)選擇邏輯，再使逐次逼近寄存器的次最高為 D6=1， 1100 0000送 D/A轉(zhuǎn)換。若 Vi≥Vd。則逐次逼近寄存器內(nèi)容就是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。若仍是 Vi＞ Vd，再使逐次逼近寄存器下一個次高位 D5=1，則搜索范圍在原有的基礎(chǔ)上再擴大一半。否則 Vi＜ Vd，則在原數(shù)字量搜索范圍上再縮小到原來的一半。因此 n位 A/D轉(zhuǎn)換器最多搜索 n次，就能使 Vi=Vd，從而得到 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量。從理論上講，用 D/A芯片、電壓比較器、采樣保持器、并行數(shù)據(jù)緩沖器等可構(gòu)成 A/D轉(zhuǎn)換器，但轉(zhuǎn)換速度比不上集成 ADC芯片。 圖 1111 AD轉(zhuǎn)換器原理結(jié)構(gòu)框圖 A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù) 1．分辨率 對于 A/D轉(zhuǎn)換器來說，分辨率表示輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(shù)碼所需要輸入模擬電壓的變化量。通常定義為滿刻度電壓與 2n的比值，其中 n為 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。例如 12位的 A/D轉(zhuǎn)換器能夠分辨出滿刻度電壓的 1/212(％ )。若滿刻度電壓為 10 V，則分辨率為 mV。 有時分辨率也用 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)來表示，如 ADC 0809的分辨率為 8位， AD574的分辨率為 12位等。 2．量化誤差 量化誤差是由于 A/D轉(zhuǎn)換器的有限分辨率引起的誤差，這是連續(xù)的模擬信號在量化取整后的固有誤差。對于四舍五入的量化法，量化誤差在 177。 1/2 LSB之間。 3．絕對精度 絕對精度是指在輸出端產(chǎn)生給定的數(shù)字代碼，實際需要的模擬輸入值與理論上要求的模擬輸入值之差。