DA轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口技術(shù)

一、D/A轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)（主要性能參數(shù)）分辨率:轉(zhuǎn)換精度線性誤差溫度系數(shù)建立時(shí)間5.5D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口技術(shù)D/A轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)分辨率(Resolution)：表明DAC對(duì)模擬值的分辨能力，它是最低有效位（LSB）所對(duì)應(yīng)的模擬值，確定了能由DAC產(chǎn)生的最小模擬量變化。D/A轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)精度（Accuracy）D/A精度表明D/A轉(zhuǎn)換的精確程度。它可分為絕對(duì)精度和相對(duì)精度。絕對(duì)精度（絕對(duì)誤差）指的是在數(shù)字輸入端加有給定的代碼時(shí)，在輸出端實(shí)際測(cè)得的模擬輸出值（電壓或電流）與應(yīng)有的理想輸出值之差。相對(duì)精度是指滿量程校準(zhǔn)以后，任一數(shù)字輸入的模擬輸出與他的理論值之差。

注意：精度和分辨率是兩個(gè)截然不同的參數(shù)。分辨率取決于轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，而精度則取決于轉(zhuǎn)換器和各部件的精度和穩(wěn)定性。D/A轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)線性誤差：指D/A的實(shí)際轉(zhuǎn)換特性（各數(shù)字輸入值所對(duì)應(yīng)的各模擬輸出值之間的連線）與理想的轉(zhuǎn)換特性（始終點(diǎn)連線）之間的偏差。D/A轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的溫度系數(shù)：溫度系數(shù)用于說明轉(zhuǎn)換器受溫度變化影響的特性。增益溫度系數(shù)定義為周圍溫度變化1℃所引起的滿量程模擬值變化的百萬(wàn)分?jǐn)?shù)（10-6/℃）D/A轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)建立時(shí)間：為在數(shù)字輸入端發(fā)生滿量程的變化以后，D/A的模擬輸出穩(wěn)定到最終值1/2LSB時(shí)，所需要的時(shí)間。D/A芯片及其與MCU的接口DAC0832DAC1210

DAC0832引腳圖主要特性如下：分辨率—8位建立時(shí)間—1微秒增益溫度系數(shù)—20*10-6/℃輸入—TTL電平功耗—20mw8位輸入寄

存器8位D/A寄

存器8位D/A轉(zhuǎn)換器&&&D7~D0ILECSWR1WR2XFERVREFIOUT2IOUT1RfbAGNDVCCDGNDLE1LE1引腳特性：D7～D0：8位數(shù)據(jù)輸入端ILE：輸入寄存器鎖存允許信號(hào)！CS：芯片選擇信號(hào)！WR1：輸入寄存器寫信號(hào)！XFER：數(shù)據(jù)傳送信號(hào)！WR2：DAC寄存器寫信號(hào)VREF：基準(zhǔn)電壓，-10V～+10VRfb：反饋信號(hào)輸入端IOUT1:電流輸出1端IOUT2:電流輸出2端VCC：電源AGND：模擬地DGND：數(shù)字地CS1D07WR12D16D34D25AGND3DGND10RFB9VREF820VCC14D619ILE15D517XFER16D418WR211IOUT112IOUT213D7DAC0832DAC0832引腳DAC0832的數(shù)字接口（和CPU）單緩沖方式

控制使ILE、!CS、!WR1有效，保證!WR2、!XFER有效，輸入寄存器的輸出隨數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)變化，D/A寄存器直通。單緩沖方式2控制使!WR2、!XFER有效，保證ILE、!CS、!WR1有效，輸入寄存器的輸出隨數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)變化，D/A寄存器直通。雙緩沖方式控制先使!WR2、!XFER有效，再使ILE、!CS、!WR1有效，即先使輸入寄存器的輸出隨數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)變化，再使D/A寄存器的輸出隨輸入的數(shù)據(jù)變化。DAC0832的模擬接口單極性工作雙極性工作單極性工作Vref可以是穩(wěn)定的直流電壓，也可以是-10v到+10v之間的可變電壓。當(dāng)為可變電壓時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)二象限乘。Vout的極性與Vref相反，其數(shù)值由數(shù)字輸入和Vref決定。R1用于零校準(zhǔn)，R2用于滿刻度增益校準(zhǔn)。在一般情況下，內(nèi)部反饋電阻Rfb能滿足滿刻度增益精度的要求，因而，在反饋回路中不需要串加校準(zhǔn)電阻R2，也不需要并聯(lián)R3。雙極性工作雙極性工作

當(dāng)輸入為雙極性數(shù)字（偏移二進(jìn)制碼）時(shí)，電路接法如圖所示。如果基準(zhǔn)電壓Vref也是可變電壓，則可以實(shí)現(xiàn)四象限乘。

用Q7作選擇信號(hào)，口地址：7FHDAC0832與MCS-51系列單片機(jī)接口輸出鋸齒波的程序如下：

ORG 0030HSTART： MOV R0，#7FH CLR A ；從0V電壓開始LOOP： MOVX @R0，A INC A ；增加1個(gè)單位的輸出，到極限時(shí)自動(dòng)回0

SJMP LOOP END鋸齒波程序清單電壓信號(hào)易受干擾，恒流有利于長(zhǎng)距離傳輸，在工程中常常采用V/I變換電路實(shí)現(xiàn)V/I變換可用集成運(yùn)算放大器電路和專用集成電路。一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的V/I電路V/I變換電路ViV1V2VfIoRfVbVoV/I變換電路如果R3=R4=100k，R4=R5=20k，則Vi=0~10V，Vb=-2.5V，可得到4~20mA的電流輸出Vf=DAC與微處理器接口需要注意的問題

D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器接口除了電平匹配外，主要要解決的是數(shù)字鎖存問題。當(dāng)微處理器送出一個(gè)數(shù)字信號(hào)給D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上只出現(xiàn)很短暫的一段時(shí)間，為了保證D/A轉(zhuǎn)換器的完成轉(zhuǎn)換，并在總線數(shù)字信息消失以后能保持有穩(wěn)定的模擬量輸出，必須有一組鎖存器保持住原輸入的數(shù)字量?？梢猿洚?dāng)鎖存器的器件有D觸發(fā)器（74ls373）、Intel8212等。8位D/A外加鎖存器的方法8位鎖存器用于鎖存來自8位數(shù)據(jù)總線的數(shù)字信息。為了確定數(shù)字是加給該D/A，需要地址總線經(jīng)譯碼得到的片選信號(hào)CS。為了控制數(shù)據(jù)輸入鎖存，需要有關(guān)的控制信號(hào)。1.光電隔離技術(shù)和器件

TLP系列、4N系列、TIL系列等(a)二極管—二極管型(b)二極管—晶體管型(c)二極管—達(dá)林頓管型開關(guān)量輸入/輸出接口技術(shù)2.開關(guān)量輸入接口關(guān)鍵問題：干接點(diǎn)、濕接點(diǎn)的處理交流、直流、電平處理3.開關(guān)量輸出接口開關(guān)量輸出往往帶動(dòng)功率設(shè)備，需要進(jìn)行功率放大。輸出形式：繼電器、可控硅、晶體管等去單片機(jī)I/O口，如P1.0自單片機(jī)I/O口如P1.0繼電器輸出電路開關(guān)量輸入/輸出接口技術(shù)固態(tài)繼電器輸出（晶體管或可控硅輸出形式）4＋－5123＋－

DCSSR內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3＋－12～4ACSSR內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖開關(guān)量輸入/輸出接口技術(shù)本章要求：掌握鍵的機(jī)械特性與抖動(dòng)的軟硬件消除方法；掌握獨(dú)立式鍵盤與矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及鍵的識(shí)別方法與過程；了解數(shù)碼管的共陰、共陽(yáng)結(jié)構(gòu)，掌握靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示方式，特別是動(dòng)態(tài)掃描顯示原理及其實(shí)現(xiàn)程序；在鍵盤與顯示接口電路中，推崇使用單片機(jī)的基本I/O口，在基本口不夠時(shí)可通過擴(kuò)展I/O來實(shí)現(xiàn)；了解液晶顯示方式與液晶顯示器與單片機(jī)的連接；了解A/D轉(zhuǎn)換器與D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)與選取原則；掌握ADC0809的性能，與MCS-51單片機(jī)如何連接，通道地址如何確定，如何以無(wú)條件方式、查詢方式