第九章數(shù)模及模數(shù)轉換

1、 D/AD/A轉換器概述轉換器概述1 . 輸出形式輸出形式 一種是電壓輸出形式，另一種是電流輸出形式，對一種是電壓輸出形式，另一種是電流輸出形式，對 于電流輸出，若在實際應用中需要電壓模擬量，可在于電流輸出，若在實際應用中需要電壓模擬量，可在輸出端加運算放大器構成電流輸出端加運算放大器構成電流電電 壓轉換電路。壓轉換電路。2 . 輸入結構輸入結構o 內部無鎖存器的內部無鎖存器的D/A轉換器轉換器o 內部有鎖存器的內部有鎖存器的D/A轉換器轉換器3.3.技術指標技術指標 分辨率分辨率 D/A D/A轉換器對輸入量變化的敏感程度，與輸入數(shù)字量轉換器對輸入量變化的敏感程度，與輸入數(shù)字量 的位數(shù)有關。

2、如：數(shù)字量位數(shù)為的位數(shù)有關。如：數(shù)字量位數(shù)為n n，D D/A/A轉換器分辨率轉換器分辨率 為為2 2- -n n。 建立時間建立時間 D/A D/A轉換速度快慢的一個參數(shù)，為從輸入數(shù)字量到輸轉換速度快慢的一個參數(shù)，為從輸入數(shù)字量到輸 出達到終值誤差（出達到終值誤差（1/21/2）LSB LSB 所需時間。所需時間。n DAC0832 DAC0832芯片簡介芯片簡介1.1.邏輯結構邏輯結構2.2.引腳定義引腳定義nDIDI7 7 DI DI0 0轉換數(shù)據(jù)輸入。轉換數(shù)據(jù)輸入。nCSCS片選信號（輸入）。片選信號（輸入）。nILEILE數(shù)據(jù)鎖存允許信號（輸入）。數(shù)據(jù)鎖存允許信號（輸入）。nWRWR

3、1 1第一寫信號（輸入）。第一寫信號（輸入）。 當當ILE=1ILE=1和和WRWR1 1=0=0時，輸入寄存器直通方式。時，輸入寄存器直通方式。 當當ILE=1ILE=1和和WRWR1 1=1=1時，輸入寄存器鎖存方式。時，輸入寄存器鎖存方式。nXFERXFER數(shù)據(jù)傳送控制信號（輸入）。數(shù)據(jù)傳送控制信號（輸入）。nWRWR2 2第二寫信號（輸入）。第二寫信號（輸入）。 當當WRWR2 2 =0 =0和和XFER=0XFER=0時，時，DACDAC寄存器直通方式。寄存器直通方式。 當當WRWR2 2 =1 =1和和XFER=0XFER=0時，時，DACDAC寄存器鎖存方式。寄存器鎖存方式。nI

4、outIout1 1電流輸出電流輸出“1”“1”。nIoutIout2 2電流輸出電流輸出“2”“2”。nR Rfbfb反饋電阻端。反饋電阻端。nVrefVref基準電壓?；鶞孰妷?。nDGNDDGND數(shù)字地。數(shù)字地。nAGNDAGND模擬地。模擬地。n單緩沖方式接口單緩沖方式接口1.1.電路連接電路連接2.2.應用舉例應用舉例例例1.1.產(chǎn)生鋸齒波，電路連接如圖。產(chǎn)生鋸齒波，電路連接如圖。假定輸入寄存器地址為假定輸入寄存器地址為50005000H H。程序清單如下：程序清單如下：幾點說明：幾點說明：程序每循環(huán)一次，程序每循環(huán)一次，R0R0加加1 1。鋸齒波的上升邊是由。鋸齒波的上升邊是由256

5、256個個 小階梯構成。小階梯構成?？赏ㄟ^延時改變波形周期?？赏ㄟ^延時改變波形周期。通過通過A A加加1 1，可得正向的鋸齒波；減，可得正向的鋸齒波；減1 1可得負向鋸齒波?？傻秘撓蜾忼X波。A A的變化范圍從的變化范圍從0 0到到255255，鋸齒波是滿幅度的。非滿幅度，鋸齒波是滿幅度的。非滿幅度 鋸齒波可通過計算求得數(shù)字量的初值和終值，在程序中鋸齒波可通過計算求得數(shù)字量的初值和終值，在程序中 通過置初值判終值即可實現(xiàn)。通過置初值判終值即可實現(xiàn)。例例2. 2. 小電機驅動小電機驅動 控制電機定子電壓占空比改變電機的轉速，簡稱脈控制電機定子電壓占空比改變電機的轉速，簡稱脈寬調速法。下圖表示不同轉

6、向的脈寬調速。寬調速法。下圖表示不同轉向的脈寬調速。產(chǎn)生脈沖序列的電路圖如下。產(chǎn)生脈沖序列的電路圖如下。電機驅動程序清單如下：電機驅動程序清單如下： 如把第二次轉換的數(shù)字量從如把第二次轉換的數(shù)字量從0 0FFHFFH改為改為0000H H，就改變了電機就改變了電機的轉向。的轉向。2.2.應用舉例：使用單片機控制應用舉例：使用單片機控制X-YX-Y繪圖儀。繪圖儀。 X-YX-Y繪圖儀由繪圖儀由X X、Y Y兩個方向的步進電機驅動。因此一兩個方向的步進電機驅動。因此一是需要兩路是需要兩路D/AD/A轉換器；二是兩路模擬信號要同步輸出，轉換器；二是兩路模擬信號要同步輸出，采用雙緩沖方式連接，如下頁圖

7、示。采用雙緩沖方式連接，如下頁圖示。 兩片兩片DAC0832DAC0832占據(jù)占據(jù)3 3個單元地址，兩個輸入寄存器各個單元地址，兩個輸入寄存器各占一個地址，兩個占一個地址，兩個DACDAC寄存器則合用一個地址。寄存器則合用一個地址。繪圖儀的驅動程序為：繪圖儀的驅動程序為：1.1.邏輯結構邏輯結構2.2.信號引腳信號引腳ININ7 7 IN IN0 0模擬量輸入通道。模擬量輸入通道。 信號單極性，電壓范圍信號單極性，電壓范圍0 0 5 5V V，在輸入前一般應在輸入前一般應 增加采樣保持電路。增加采樣保持電路。A A、B B、C C地址線。地址線。ALEALE地址鎖存信號。地址鎖存信號。STAR

8、TSTART啟動轉換信號。啟動轉換信號。D D7 7 D D0 0數(shù)據(jù)輸出線。數(shù)據(jù)輸出線。OEOE輸出允許信號。輸出允許信號。CLKCLK時鐘信號。時鐘信號。 通常使用通常使用500500kHZkHZ的時鐘信號。的時鐘信號。EOCEOC轉換結束信號轉換結束信號 EOC=0EOC=0，正在進行轉換；正在進行轉換；EOC=1EOC=1，轉換結束。轉換結束。V VCCCC+5V+5V電源。電源。V Vrefref參考電源。參考電源。 其典型值為其典型值為+5+5V V。1. 81. 8路模擬通道選擇路模擬通道選擇模擬通道選擇信號模擬通道選擇信號A A、B B、C C分別接最低三位地址分別接最低三位地

9、址A A0 0、A A1 1、A A2 2（即即P P0.00.0、P P0.10.1P P0.20.2），），地址鎖存允許信地址鎖存允許信號號ALEALE由由P P2.02.0控制，控制，8 8路模路模擬通道地址為擬通道地址為0 0FEF8HFEF8H 0FEFFH0FEFFH。通道地址選擇以通道地址選擇以WRWR作寫選通信號。作寫選通信號。ALEALE信號與信號與STARTSTART信號連接在一起，前沿寫入（鎖信號連接在一起，前沿寫入（鎖存）通道地址，后沿就啟動轉換。存）通道地址，后沿就啟動轉換。2.2.轉換數(shù)據(jù)的傳送轉換數(shù)據(jù)的傳送定時傳送方式定時傳送方式 轉換時間是已知的和固定的。例如轉

10、換時間是已知的和固定的。例如ADC0809ADC0809轉換時轉換時間為間為128128ss，相當于相當于6 6MHzMHz的的MCS-51MCS-51單片機共單片機共6464個機器個機器周期，延遲時間一到，轉換肯定已經(jīng)完成了，接著就周期，延遲時間一到，轉換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進行數(shù)據(jù)傳送?？蛇M行數(shù)據(jù)傳送。查詢方式查詢方式 A/DA/D轉換芯片轉換完成的狀態(tài)信號，例如轉換芯片轉換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809ADC0809 的的EOCEOC端，可以用查詢方式，測試端，可以用查詢方式，測試EOCEOC的狀態(tài)，可確知的狀態(tài)，可確知 轉換完成，接著進行數(shù)據(jù)傳送。轉換完成，接著進行數(shù)據(jù)傳送。中

11、斷方式中斷方式 中斷完成狀態(tài)信號中斷完成狀態(tài)信號( (EOC)EOC)作為中斷請求信作為中斷請求信 號，以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。號，以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。 數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送: :首先送出口地址并以首先送出口地址并以RDRD做選通信號，做選通信號，RDRD信號有效時，信號有效時，OEOE信號即有效，轉換數(shù)據(jù)送上信號即有效，轉換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，單片機接收。數(shù)據(jù)總線，單片機接收。 應用舉例應用舉例 設有一個設有一個8 8路模擬量輸入的巡回檢測系統(tǒng)，采樣數(shù)路模擬量輸入的巡回檢測系統(tǒng)，采樣數(shù)據(jù)依次存放在外部據(jù)依次存放在外部RAM 0A0HRAM 0A0H 0A7H 0A7H單元中，接口電路如單元中，

12、接口電路如圖：圖：ADC0809的的8個通道地址為個通道地址為0FEF8H0FEFFH。其數(shù)據(jù)采樣。其數(shù)據(jù)采樣的初始化程序和中斷服務程序（假定只采樣一次）如下：的初始化程序和中斷服務程序（假定只采樣一次）如下：初始化程序：初始化程序：MOVMOVR0R0，#0A0H#0A0HMOVMOVR2R2，#08H#08HSETBSETBIT1IT1SETBSETBEAEASETBSETBEX1EX1MOVMOVDPTR,#0FEF8HDPTR,#0FEF8HLOOP:LOOP: MOVXMOVXDPTR,ADPTR,AHERE:HERE: SJMPSJMPHEREHERE中斷服務程序：中斷服務程序：MOVXMOVXA,DPTRA,DPTRMOVMOVR0R0，A AINCINCDPTRDPTRINCINCR0R0DJNZDJNZR2R2，ADENDADENDCLRCLREX1EX1SJMPSJMPEXITEXITADEND:MOVXADEND:MOVXDPTR,ADPTR,AEXIT:EXIT: RETIRETI中斷服務