da與ad轉(zhuǎn)換電路ppt課件(參考版)
2025-05-08 12:08本頁面
【正文】 ? 由于 ADC0809的參考電壓 VREF＝ VCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。 二、數(shù)字電壓表硬件電路設(shè)計 圖 824 數(shù)字電壓表的電路原理圖 三、程序設(shè)計內(nèi)容 ? 由于 ADC0809在進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換時需要有 CLK信號，而此時的 ADC0809的 CLK是接在 AT89S51單片機(jī)的，也就是要求從 CLK信號供ADC0809使用。 數(shù)字電壓表設(shè)計 一、系統(tǒng)總體設(shè)計要求 利用單片機(jī) AT89S51與 ADC0809設(shè)計一個數(shù)字電壓表，能夠測量 0～ 5V之間的直流電壓值，四位數(shù)碼顯示。單通道微機(jī)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖如圖 823所示。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計算機(jī)連接時，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接到 CPU的數(shù)據(jù)總線上，無需附加邏輯接口電路。分辨率為 8位，轉(zhuǎn)換時間為 100μ s，輸出電壓范圍為 0～ 5V，增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為 177。轉(zhuǎn)換時間是指從接到轉(zhuǎn)換控制信號開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字輸出信號所經(jīng)過的這段時間。相對精度是指實(shí)際的各個轉(zhuǎn)換點(diǎn)偏離理想特性的誤差。例如，輸入模擬電壓的變化范圍為0～ 5V，輸出 8位二進(jìn)制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為 5V ＝ 20mV；而輸出 12位二進(jìn)制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為5V ≈ 。 單片集成雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器有 ADC－ EK8B（ 8位，二進(jìn)制碼）、 ADC－ EK10B（ 10位，二進(jìn)制碼）、 MC14433（ 3 21 位， BCD 碼）等。 最后必須指出，在第二次積分階段結(jié)束后，控制電路又使開關(guān) S2閉合，電容 C放電，積分器回零。另一方面，由于在轉(zhuǎn)換過程中，前后兩次積分所采用的是同一積分器。CPvG圖 818 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器 電路工作過程分為以下幾個階段進(jìn)行： （ 1）準(zhǔn)備階段 （ 2）第一次積分階段 （ 3）第二次積分階段 由于雙積分 A/D轉(zhuǎn)換器在 T1時間內(nèi)采的是輸入電壓的平均值，因此具有很強(qiáng)的抗工頻干擾能力。 圖 818是這種轉(zhuǎn)換器的原理電路，它由積分器（由集成運(yùn)放 A組成）、過零比較器（ C）、時鐘脈沖控制門（ G）和定時器 /計數(shù)器（ FF0～ FFn）等幾部分組成。它的基本原理是，對輸入模擬電壓和參考電壓分別進(jìn)行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時間間隔，然后利用時鐘脈沖和計數(shù)器測出此時間間隔，進(jìn)而得到相應(yīng)的數(shù)字量輸出。 常用的集成逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器有 ADC0808/0809系列（ 8）位、 AD575（ 10位）、 AD574A（ 12位）等。CPQ 5啟動脈沖+ 5V + 5V+ 5VC 1R E F（ M S B ）（ L S B ）vIvOvC1GG12FF 5圖 817 四位逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器的邏輯電路 逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需時間與其位數(shù)和時鐘脈沖頻率有關(guān)，位數(shù)愈少，時鐘頻率越高，轉(zhuǎn)換所需時間越短。 4位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器的邏輯電路如圖 817所示。 n282 A/D轉(zhuǎn)換器 逐次逼近轉(zhuǎn)換過程與用天平稱物重非常相似。 （ 3）使用這種含有寄存器的并行 A/D轉(zhuǎn)換電路時，可以不用附加取樣－保持電路，因?yàn)楸容^器和寄存器這兩部分也兼有取樣－保持功能。一個 n位轉(zhuǎn)換器，所用的比較器個數(shù)為 － 1，如 8位的并行 A/D轉(zhuǎn)換器就需要 － 1=255個比較器。 并行 A/D轉(zhuǎn)換器具有如下特點(diǎn)： （ 1）由于轉(zhuǎn)換是并行的，其轉(zhuǎn)換時間只受比較器、觸發(fā)器和編碼電路延遲時間限制，因此轉(zhuǎn)換速度最快。 二、 A/D轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成 A/D轉(zhuǎn)換器 3位并行比較型A/D轉(zhuǎn)換原理電路如圖 816所示，它由電壓比較器、寄存器和代碼轉(zhuǎn)換器三部分組成。 t1時刻采樣階段結(jié)束， S斷開，電路處于保持階段。 （ a）量化誤差大；（ b）量化誤差小 圖 814 劃分量化電平的兩種方法 保持電路 圖 815 采樣 保持原理圖 t0時刻 S閉合， CH被迅速充電，電路處于采樣階段。 一個 n位二進(jìn)制數(shù)只能表示 2n個量化電平，量化過程中不 可避免會產(chǎn)生誤差，這種誤差稱為量化誤差。 將采樣－保持電路的輸出電壓歸化為量化單位△的整數(shù) 倍的過程叫做量化。 由于 A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時間，在每次采樣以后，需要把采樣電壓保持一段時間。 圖 812 模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換過程 取樣定理
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