【文章內(nèi)容簡介】 據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 　　根據(jù)上述對DAC0832的輸入寄存器和DAC寄存器不同的控制方法，DAC0832有如下3種工作方式： 　?、艈尉彌_方式。單緩沖方式是控制輸入寄存器和DAC寄存器同時(shí)接收資料，或者只用輸入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。 　　⑵雙緩沖方式。雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到DAC寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。此方式適用于多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換同步輸出的情節(jié)。 　　⑶直通方式。直通方式是資料不經(jīng)兩級鎖存器鎖存，即 CS*，XFER* ，WR1* ，WR2* 均接地，ILE接高電平。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路和不帶微機(jī)的控制系統(tǒng)，不過在使用時(shí)，必須通過另加I/O接口與CPU連接，以匹配CPU與D/A轉(zhuǎn)換。 　　DAC0832引腳功能電路應(yīng)用原理圖DAC0832是采樣頻率為八位的D/A轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級輸入寄存器，使DAC0832芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。所以這個(gè)芯片的應(yīng)用很廣泛,關(guān)于DAC0832應(yīng)用的一些重要資料見下圖： D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出。若需要相應(yīng)的模擬電壓信號，可通過一個(gè)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。運(yùn)放的反饋電阻可通過RFB端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。DAC0832邏輯輸入滿足TTL電平，可直接與TTL電路或微機(jī)電路連接。 　　dac0832應(yīng)用電路圖 　　dac0832應(yīng)用電路圖: 　　DAC0832引腳功能說明： 　　DI0~DI7：數(shù)據(jù)輸入線，TLL電平。 　　ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。 　　CS：片選信號輸入線，低電平有效。 　　WR1：為輸入寄存器的寫選通信號。 　　XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號輸入線，低電平有效。 　　WR2：為DAC寄存器寫選通輸入線。 　　Iout1:電流輸出線。當(dāng)輸入全為1時(shí)Iout1最大。 　　Iout2: 電流輸出線。其值與Iout1之和為一常數(shù)。 　　Rfb:反饋信號輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻. 　　Vcc:電源輸入線 (+5v~+15v) 　　Vref:基準(zhǔn)電壓輸入線 (10v~+10v) 　　AGND:模擬地,摸擬信號和基準(zhǔn)電源的參考地. 　　DGND:數(shù)字地,兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好. 　?。ㄒ唬?D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832是采用CMOS工藝制成的單片直流輸出型8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。如圖482所示，它由倒T型R2R電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開關(guān)、運(yùn)算放大器和參考電壓VREF四大部分組成。運(yùn)算放大器輸出的模擬量V0為： 　　由上式可見，輸出的模擬量 與輸入的數(shù)字量（ ） 成正比，這就實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。 　　一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器有8個(gè)輸入端（其中每個(gè)輸入端是8位二進(jìn)制數(shù)的一位），有一個(gè)模擬輸出端。輸入可有28=256個(gè)不同的二進(jìn)制組態(tài)，輸出為256個(gè)電壓之一，即輸出電壓不是整個(gè)電壓范圍內(nèi)任意值，而只能是256個(gè)可能值。圖483是DAC0832的邏輯框圖和引腳排列。 　　D0~D7：數(shù)字信號輸入端。 　　ILE：輸入寄存器允許，高電平有效。 　　CS：片選信號，低電平有效。 　　WR1：寫信號1，低電平有效。 　　XFER：傳送控制信號，低電平有效。 　　WR2：寫信號2，低電平有效。 　　IOUTIOUT2：DAC電流輸出端。 　　Rfb：是集成在片內(nèi)的外接運(yùn)放的反饋電阻。 Vref：基準(zhǔn)電壓（10~10V）。 　　Vcc：是源電壓（+5~+15V）。 　　AGND：模擬地 NGND：數(shù)字地，可與AGND接在一起使用。 　　DAC0832輸出的是電流，一般要求輸出是電壓，所以還必須經(jīng)過一個(gè)外接的運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成電壓。實(shí)驗(yàn)線路如圖484所示。 　　IN0~IN7：8路模擬信號輸入端。 　　AAA0 ：地址輸入端。ALE地址鎖存允許輸入信號，在此腳施加正脈沖，上升沿有效，此時(shí)鎖存地址碼，從而選通相應(yīng)的模擬信號通道，以便進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 　　START：啟動(dòng)信號輸入端，應(yīng)在此腳施加正脈沖，當(dāng)上升沿到達(dá)時(shí)，內(nèi)部逐次逼近寄存器復(fù)位，在下降沿到達(dá)后，開始A/D轉(zhuǎn)換過程。 　　EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號（轉(zhuǎn)換接受標(biāo)志），高電平有效。 　　OE：輸入允許信號，高電平有效。 　　CLOCK(CP)：時(shí)鐘信號輸入端，外接時(shí)鐘頻率一般為640kHz。 Vcc：+5V單電源供電。 、 Vref(+),Vref()：基準(zhǔn)電壓的正極、負(fù)極。一般Vref(+)接+5V電源，Vref()接地。 　　D7~D0：數(shù)字信號輸出端。 由AAA0三地址輸入端選通8路模擬信號中的任何一路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 　 　　數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換器 　　D/A轉(zhuǎn)換器是接收數(shù)字量，輸出一個(gè)與數(shù)字量相對應(yīng)的電流或電壓信號的模擬量接口。 　　D/A轉(zhuǎn)換器被廣泛用于計(jì)算機(jī)函數(shù)發(fā)生器、計(jì)算機(jī)圖形顯示以及與A/D轉(zhuǎn)換器相配合的控制系統(tǒng)等。 　　 D/A轉(zhuǎn)換原理 　　數(shù)字量的值是由每一位的數(shù)字權(quán)疊加而得的。 　　D/A轉(zhuǎn)換器品種繁多，有權(quán)電阻DAC、變形權(quán)電阻DAC、T型電阻DAC、電容型DAC和權(quán)電流DAC等。 為了掌握數(shù)/模轉(zhuǎn)換原理，必須先了解運(yùn)算放大器和電阻譯碼網(wǎng)絡(luò)的工作原理和特點(diǎn)。 . DAC0832的應(yīng)用舉例 　?、臘AC0832實(shí)現(xiàn)一次D/A轉(zhuǎn)換，可以采用下面程序段。設(shè)定要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)放在1000H單元中。 　　MOV BX,100H 　　MOV AL,[BX] 。取轉(zhuǎn)換資料 　　MOV DX,PORTA 。PORTA為D/A轉(zhuǎn)換器端口地址 　　OUT DX,AL 　　⑵在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要用到一個(gè)線性增長的電壓去控制某一個(gè)檢測過程，或者作為掃描電壓去控制一個(gè)電子束的移動(dòng)。執(zhí)行下面的程序段，利用D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一個(gè)鋸齒波電壓，實(shí)現(xiàn)此類控制作用。 　　MOV DX,PORTA 。PORTA為D/A轉(zhuǎn)換器端口地址 　　MOV AL,OFFH 。置初值 　　ROTAT：INC AL 　　OUT DX,AL 。往D/A轉(zhuǎn)換器輸出資料 　　CALL DELP 。調(diào)用延遲子程序 　　JMP ROTAT 　　DELY: MOV CX, DATA 。置延遲常數(shù)DATA 　　DELY1: LOOP DELY1 　　RET 　　如果需要一個(gè)負(fù)向的鋸齒波，只要將指令I(lǐng)NC AL改成DEC AL就可以了。 　?、菑膬蓚€(gè)不相關(guān)的文件中輸出一批XY資料，驅(qū)動(dòng)XY記錄儀，或者控制加工復(fù)雜零件的走刀（X軸）和進(jìn)刀（Y軸）。這些在控制過程中是很有用的。下面程序驅(qū)動(dòng)XY記錄儀的100點(diǎn)輸出，并用軟件驅(qū)動(dòng)記錄儀的抬筆和放筆控制。 　　MOV SI, XDATA 。X軸資料指針→SI 　　MOV DI, YDATA 。Y軸資料指針→DI 　　MOV CX, 100 　　WE0： MOV AL,[SI] 　　OUT PORTX, AL 。往X軸的D/A轉(zhuǎn)換器輸出資料 　　MOV AL，[DI] 　　OUT PORTY，AL 。往Y軸的D/A轉(zhuǎn)換器輸出資料 　　CALL DELY1 。調(diào)延遲子程序1，等待筆移動(dòng) 　　MOV AL，01H 　　OUT PORTM，AL 。輸出升脈沖，控制筆放下 　　CALL DELY2 。調(diào)延遲子程序2，等待完成 　　MOV AL，00H 　　OUT PORTM，AL 。輸出降脈沖，控制筆抬起 　　CALL DELY2 。調(diào)延遲子程序2，等待完成 　　INC SI 　　INC DI 　　LOOP WE0 　　HLT 　　DELY1：┇ 　　RET 　　DELY2：┇ 　　RET 　　XDATA DB … YDATA DB . 運(yùn)算放大器 　 、運(yùn)算放大器三個(gè)特點(diǎn)： 　?、砰_環(huán)放大倍數(shù)非常高，一般為幾千，甚至可高達(dá)10萬。在正常情況下，運(yùn)算放大器所需要的輸入電壓非常小。 　?、戚斎胱杩狗浅４蟆＿\(yùn)算放大器工作時(shí)，輸入端相當(dāng)于一個(gè)很小的電壓加在一個(gè)很大的輸入阻抗上，所需要的輸入電流也極小。 　　⑶輸出阻抗很小，所以，它的驅(qū)動(dòng)能力非常大。 　　、由電阻網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器構(gòu)成的D/A轉(zhuǎn)換器 　　利用運(yùn)算放大器各輸入電流相加的原理，、由電阻網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器組成的、最簡單的4位D/A轉(zhuǎn)換器。圖中，V0是一個(gè)有足夠精度的標(biāo)準(zhǔn)電源。運(yùn)算放大器輸入端的各支路對應(yīng)待轉(zhuǎn)換資料的D0，D1，…，Dn1位。各輸入支路中的開關(guān)由對應(yīng)的數(shù)字元值控制，如果數(shù)字元為1，則對應(yīng)的開關(guān)閉合；如果數(shù)字為0，則對應(yīng)的開關(guān)斷開。各輸入支路中的電阻分別為R，2R，4R，…這些電阻稱為權(quán)電阻。 　　假設(shè)，輸入端有4條支路。4條支路的開關(guān)從全部斷開到全部閉合，運(yùn)算放大器可以得到16種不同的電流輸入。這就是說，通過電阻網(wǎng)絡(luò)，可以把0000B~1111B轉(zhuǎn)換成大小不等的電流，從而可以在運(yùn)算放大器的輸出端得到相應(yīng)大小不同的電壓。如果數(shù)字0000B每次增1，一直變化到1111B，那么，在輸出端就可得到一個(gè)0~V0電壓幅度的階梯波形。 　　，在D/A轉(zhuǎn)換中采用獨(dú)立的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)，對于一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的D/A轉(zhuǎn)換器，就需要R，2R，4R，…，128R共8個(gè)不等的電阻，最大電阻阻值是最小電阻阻值的128倍，而且對這些電阻的精度要求比較高。如果這樣的話，從工藝上實(shí)現(xiàn)起來是很困難的。所以，n個(gè)如此獨(dú)立輸入支路的方案是不實(shí)用的。 　　在DAC電路結(jié)構(gòu)中，最簡單而實(shí)用的是采用T型電阻網(wǎng)絡(luò)來代替單一的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)只需要R和2R兩種電阻。在集成電路中，由于所有的組件都做在同一芯片上，電阻的特性可以做得很相近，而且精度與誤差問題也可以得到解決。 　　。4位元待轉(zhuǎn)換資料分別控制4條支路中開關(guān)的倒向。在每一條支路中，如果（資料為0）開頭倒向左邊，支路中的電阻就接到地；如果（資料為1）開關(guān)倒向右邊，電阻就接到虛地。所以，不管開關(guān)倒向哪一邊，都可以認(rèn)為是接“地”。不過，只有開關(guān)倒向右邊時(shí)，才能給運(yùn)算放大器輸入端提供電流。 　　T型電阻網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)A的左邊為兩個(gè)2R的電阻并聯(lián)，它們的等效電阻為R，節(jié)點(diǎn)B的左邊也是兩個(gè)2R的電阻并聯(lián)，它們的等效電阻也是R，…，依次類推，最后在D點(diǎn)等效于一個(gè)數(shù)值為R的電阻接在參考電壓VREF上。這樣，就很容易算出，C點(diǎn)、B點(diǎn)、A點(diǎn)的電位分別為VREF/2，VREF/4，VREF/8。 　　在清楚了電阻網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和各節(jié)點(diǎn)的電壓之后，再來分析一下各支路的電流值。開關(guān)S3，S2，S1，S0分別代表對應(yīng)的1位二進(jìn)制數(shù)。任一資料位Di=1，表示開關(guān)Si倒向右邊；Di=0，表示開關(guān)Si倒向左邊，接虛地，無電流。當(dāng)右邊第一條支路的開關(guān)S3倒向右邊時(shí)，運(yùn)算放大器得到的輸入電流為VREF/（2R），同理，開關(guān)S2，S1，S0倒向右邊時(shí)，輸入電流分別為VREF/（4R），VREF/（8R），VREF/（16R）。 　　如果一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)為1111，運(yùn)算放大器的輸入電流 　　I=VREF/（2R）VREF/（4R）VREF/（8R）VREF/（16R） 　　=VREF/（2R）（20+21+22+23） 　　=VREF/（24R）（23+22+21+20） 　　相應(yīng)的輸出電壓 　　V0=IR0=VREFR0（24R）（23+22+21+20） 　　將資料推廣到n位，輸出模擬量與輸入數(shù)字量之間關(guān)系的一般表達(dá)式為： 　　V0=VREFR0/（2nR）（Dn12n1+Dn2 2n2+…+D121+D020） (Di=1或0) 　　上式表明，輸出電壓V0除了和待轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)成比例外，還和網(wǎng)絡(luò)電阻R、運(yùn)算放大器反饋電阻R0、標(biāo)準(zhǔn)參考電壓VREF有關(guān)。 　　。 　　 D/A轉(zhuǎn)換時(shí)，主要涉及下面幾個(gè)性能參數(shù)。 　?。直媛?。分辨率是指最小輸出電壓（對應(yīng)于輸入數(shù)字量最低位增1所引起的輸出電壓增量）和最大輸出電壓（對應(yīng)于輸入數(shù)字量所有有效位全為1時(shí)的輸出電壓）之比， 　　例如，4位DAC的分辨率為1/(241)=1/15=%（分辨率也常用百分比來表示）。8位DAC的分辨率為1/255=%。顯然，位數(shù)越多，分辨率越高。 　?。D(zhuǎn)換精度。如果不考慮D/A轉(zhuǎn)換的誤差，DAC轉(zhuǎn)換精度就是分辨率的大小，因此，要獲得高精度的D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果，首先要選擇有足夠高分辨率的DAC。 　　D/A轉(zhuǎn)換精度分為絕對和相對轉(zhuǎn)換精度，一般是用誤差大小表示。DAC的轉(zhuǎn)換誤差包括零點(diǎn)誤差、漂移誤差、增益誤差、噪聲和線性誤差、微分線性誤差等綜合誤差。 　　，模擬量輸出接近理論值的程度。它和標(biāo)準(zhǔn)電源的精度、權(quán)電阻的精度有關(guān)。相對轉(zhuǎn)換精度指在滿刻度已經(jīng)校準(zhǔn)的前提下，整個(gè)刻度范圍內(nèi)，對應(yīng)任一模擬量的輸出與它的理論值之差。它反映了DAC的線性度。通常，相對轉(zhuǎn)換精度比絕對轉(zhuǎn)換精度更有實(shí)用性。 　　，有時(shí)也用最低位（LSB）的幾分之幾表示。例如，設(shè)VFS為滿量程輸出電壓5V，n位DAC的相對轉(zhuǎn)換精度為177。