實(shí)驗(yàn)三數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(修改)

1、實(shí)驗(yàn)三 數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí) PSOC3數(shù)模轉(zhuǎn)換的工作原理。2、學(xué)習(xí)使用PSOC單片機(jī)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換編程。二、實(shí)驗(yàn)原理：（一） 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（DAC） 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)常用于電腦和模擬世界的一種設(shè)備，例如控制線性致動(dòng)器,發(fā)動(dòng)機(jī),模擬顯示等，或者僅僅是在數(shù)據(jù)在數(shù)字化處理后才將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),如數(shù)字濾波器。（二） PSOC單片機(jī)內(nèi)部DAC其特點(diǎn)主要包括：n 可調(diào)255級(jí)步長的電壓或電流輸出；n 可編程的臺(tái)階大?。ㄈQ于范圍）；n 8位標(biāo)定用于校正25%的增益誤差；n 電流輸出模式下，源（source）和吸收(sink)選項(xiàng)；n 電流模式下，8Msps的轉(zhuǎn)換率；電

2、壓模式下，1Mbps的轉(zhuǎn)換率。表5-1 DAC寄存器組 通過設(shè)置寄存器DACx_CR04，使DAC工作在電流模式下，輸出電流范圍為0-32uA,0-256uA和0-2.048mA。IDAC能通過配置寄存器DACx_CR12，將轉(zhuǎn)換器配置為源電流（即從輸出端向外電路流出的負(fù)載電流）和吸收電流（外電路流入輸出端的負(fù)載電流）模式。此外，也可以使用UDB輸入來控制源和吸收模式。通過使用DACx_CR13位來使能使用UDB輸入。通過設(shè)置寄存器DACx_CR04，使DAC工作在電壓模式下，DAC輸出電流通過電阻連接，輸出電壓的范圍通過設(shè)置寄存器DACx_CR03:2，將其電壓輸出范圍設(shè)置為0-1.024V

3、或者0-4.096V。 在電壓模式下，任何連接到DAC輸出端的負(fù)載應(yīng)該是純?nèi)菪缘模╒DAC的輸出不被緩沖）。在電壓模式下，轉(zhuǎn)換率最高為1Mbps。此外，在4V模式下比1V模式轉(zhuǎn)換速度要慢，這是由于到Vssa的電阻負(fù)載比1V的負(fù)載大4倍。在4V模式下，最高轉(zhuǎn)換速度為250kbps。 下圖給出了DAC的輸出選項(xiàng)，通過兩個(gè)獨(dú)立的復(fù)用開關(guān)得到。這些復(fù)用開關(guān)通過DAC_SWx寄存器來控制。 圖5-1 DAC結(jié)構(gòu)DAC中可用8個(gè)標(biāo)定位來消除DAC的增益誤差。cal7:0的默認(rèn)輸出是10000000。比默認(rèn)值低將降低增益；反之增加。使用DACx_TR寄存器完成標(biāo)定，標(biāo)定的最小分辨率是 LSB的0.5，即表示

4、有可以通過標(biāo)定來修正25%的增益誤差。采樣標(biāo)定過程如下：1） 固定輸入碼=255，Cal碼=128，捕獲DAC的輸出(dac_vout/dac_iout)； 2） 確定LSB的增益誤差；3） 使用正確的標(biāo)定碼，捕獲DAC的輸出(dac_vout/dac_iout)。4） 通過將兩個(gè)電流DAC的輸出求和，可以實(shí)現(xiàn)更高分辨率的電流輸出，如圖所示，每一個(gè)有不同的輸入部分。圖5-2 高分辨率DAC結(jié)構(gòu)三、實(shí)驗(yàn)器材： 序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù) 量備注1PSOC開發(fā)板CY8CKIT-03012電腦1四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1 理解地和系統(tǒng)的參考結(jié)構(gòu)2 學(xué)習(xí)使用一個(gè)DAC：VDAC（8bit）模塊3設(shè)計(jì)一個(gè)可變的正弦

5、信號(hào)發(fā)生器五、實(shí)驗(yàn)步驟：這個(gè)實(shí)驗(yàn)從模擬部分的開始。 PSoC模擬型號(hào)由連續(xù)和斷續(xù)電容模塊組成。通過這些模塊的組合可以創(chuàng)建得到一個(gè)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的DACs，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的ADCs，放大器，比較器和過濾器。要得到這些，我們需要生成的參考電壓，如介于Vssa（GND），VDDA，的Vdda/2和其它的。1、AGND和參考練習(xí)第一步.創(chuàng)建一個(gè)工程l 命名為Lab7Al 選取一個(gè)AMux模塊，命名為AMux_1- 使一個(gè)Mux VRef組件的輸入腳設(shè)置為Vdda/2 - 使AMux_1 模擬輸出腳 PIN_1 設(shè)置為“High Impedance Analog”驅(qū)動(dòng)- 連接這個(gè)引腳到 P03 l 選取

6、一個(gè)AMux模塊，命名為AMux_2- 使一個(gè)Mux VRef組件的輸入腳設(shè)置為1.024V - 使AMux_2 模擬輸出腳 PIN_2設(shè)置為“High Impedance Analog”驅(qū)動(dòng)- 連接這個(gè)引腳到 P04l 選取一個(gè)AMux模塊，命名為AMux_3- 使一個(gè)Mux VRef組件的輸入腳設(shè)置為Vdda（Gnd）- 使AMux_3 模擬輸出腳 PIN_3 設(shè)置為“High Impedance Analog”驅(qū)動(dòng)- 連接這個(gè)引腳到 P05 配置原理圖如下：l 編譯工程第二步.編寫程序l 打開main.c、添加代碼啟動(dòng)AMux模塊選擇合適的信道l 這個(gè)程序的控制環(huán)為空l 編譯工程、下載到

7、開發(fā)板然后運(yùn)行l(wèi) 用示波器或萬用表測出每個(gè)參考點(diǎn)的電平記錄到下表主程序如下：#include <project.h>int main() AMux_1_Start(); AMux_1_Select(0); AMux_2_Start(); AMux_2_Select(0); AMux_3_Start(); AMux_3_Select(0);/* Place your initialization/startup code here (e.g. MyInst_Start() */ /* CyGlobalIntEnable; */ /* Uncomment this line to en

8、able global interrupts. */ for(;) /* Place your application code here. */ 第三步.添加負(fù)載到參考點(diǎn)l 在P03和P04之間連接1K歐姆電阻l 在P04和P05之間連接1K歐姆電阻結(jié)構(gòu)圖如下：和之前一樣測電平：l 把電阻從1K歐姆增加到100K歐姆，如下圖：l 運(yùn)行程序測出電平2、可編程直流電壓輸出練習(xí)VDAC8組件是一種8位電平輸入的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）.輸出范圍從0到1.020V（4mv/位）。VDAC8可以被硬件、軟件或兩者一起控制。第一步.創(chuàng)建一個(gè)工程l 創(chuàng)建一個(gè)工程，命名為Lab7Bl 放置VoltageDA

9、C(8bit)模塊、LCD模塊l 重新命名為VDAC8l 設(shè)置參數(shù)為可見如下圖所示l 編譯工程第二步.設(shè)置硬件l 如前面所說，做如下連接l 編譯工程第三步.編寫軟件l 打開main.c添加代碼啟動(dòng)LCD模塊l 添加代碼啟動(dòng)VDAC8模塊l 重新編譯這個(gè)工程，下載、運(yùn)行l(wèi) 用示波器觀察DACOut l 改變VDAC8_SetValue(128)l 重新編譯，下載，運(yùn)行l(wèi) 再次用示波器觀察COut主程序如下： #include <project.h>int main() uint8 bSwitchState=0; uint8 output; int i; VDAC8_Start();

10、LCD_Char_Start();LCD_Char_Init();LCD_Char_PrintString("DCwave"); /* Place your initialization/startup code here (e.g. MyInst_Start() */ /* CyGlobalIntEnable; */ /* Uncomment this line to enable global interrupts. */ for(;) bSwitchState <<= 1;bSwitchState &= 0xFE;bSwitchState |= (

11、SwitchIn_Read()0x01); if(bSwitchState = 0xFE) VDAC8_SetValue(255) output = DACOutput_ReadDataReg () LCD_Char_ClearDisplay()LCD_Char_PrintString("DACOutput:")LCD_Char_PrintNumber(output) /* END OF FILE */3、可編程的正弦波發(fā)生器練習(xí)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是創(chuàng)建一個(gè)正弦波發(fā)生器，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下它需要儲(chǔ)存DAC的值、需要產(chǎn)生正弦信號(hào)在一個(gè)數(shù)組中并且周期的更新DAC。第一步.創(chuàng)建工程l 復(fù)制

12、Lab7B并重新命名為Lab7Cl 刪除和開關(guān)連接的引腳l 編譯工程原理圖如下所示第二步.創(chuàng)建一個(gè)查找數(shù)組這個(gè)表有256個(gè)入口，每一個(gè)特別的值需要直接寫入VDAC8來輸出一個(gè)特定的電平。在c程序中需要包含 math.h。DAC的值為：DACVAL = 100 + 100*SIN(2*3.14159*i/255) I的值從0增加到255在一個(gè)循環(huán)中。主程序如下： #include <project.h>#include <math.h>int main() /uint8 bSwitchState=0; uint8 DACVAL=0; int i; VDAC8_Start(); LCD_Char_Start(); LCD_Char_Init(); LCD_Char_PrintString("Sinewave");編寫波形發(fā)生的程序for(i=0;i<=255;i+)DACVAL = 100 + 100*sin(2*3.14159*i/255)VDAC8_SetValue(DACVAL) /* END OF FILE */第三步.在示波器中觀察輸出。六、