數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日一.基本要求輸入范圍：00H~0FFH安裝：

獨(dú)立電路板結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)輸出：

-10V~+10V響應(yīng)時(shí)間：

<1ms誤差：

1%FSR電源供電：

+5V，±12V第二頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日二.數(shù)/模D/A電路選擇1.D/A---數(shù)字量→模擬量轉(zhuǎn)換電路數(shù)字量DATA模擬量VD/A轉(zhuǎn)換器01101100，10110001，…1.12V，2.68V，…轉(zhuǎn)換控制模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換控制第三頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日2.常用D/A電路的特點(diǎn)⑴基本原理電流開(kāi)關(guān)型：用數(shù)字切換電流開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生與電阻網(wǎng)絡(luò)權(quán)電流對(duì)應(yīng)的電流“和”；⑵輸出方式與數(shù)字量成比例的電流輸出/與數(shù)字量成比例的電壓輸出/數(shù)字量和參考電壓的相乘輸出；脈寬調(diào)制型：將數(shù)字轉(zhuǎn)換為輸出脈沖寬度，用積分器將脈沖寬度轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電壓輸出；⑶DAC0832

8位乘算型電流輸出的典型產(chǎn)品，具有MCU兼容接口，使用方便，價(jià)格低，能滿足設(shè)計(jì)要求。第四頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日三.8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的接口設(shè)計(jì)1.DAC0832工作原理及特性·工作原理恒流源VrefD1D2D5D6D7Iout1vIout2RfbRfb=RD4D5第五頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日輸出為電流，量值正比于DATA。最大電流輸出最小電流變化（1個(gè)最低有效位LSB的變化）第六頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日·電流→電壓轉(zhuǎn)換電路單極輸出轉(zhuǎn)換電路（輸出電壓為單一極性）Rfb=RIout1Iout2例如：第七頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日雙極輸出轉(zhuǎn)換電路（輸出電壓可以為正或負(fù)極性）第八頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日完整雙極輸出電流→電壓轉(zhuǎn)換電路Rfb=RIout1Iout2第九頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日2.DAC0832引腳功能及與8051單片機(jī)接口設(shè)計(jì)D0D1D2D3D4D5D6D7ILEVrefIout1Iout2RfbAGNDDGNDVCC·引腳功能第十頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日·單緩沖接口設(shè)計(jì)D1D2D3D4D5D6DAC0832采樣鎖存D1D7D0第十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日3.DAC0832的主要技術(shù)指標(biāo)·分辨率---8位·誤差---0.2%FSR·電流穩(wěn)定時(shí)間---1微秒表示單位數(shù)字量（1LSB）引起的輸出模擬量變化的細(xì)微程度（或最小變化值），二進(jìn)制數(shù)字量位數(shù)越多分辨率越高。從數(shù)據(jù)寫(xiě)入D/A到輸出電流達(dá)到相應(yīng)數(shù)值的時(shí)間實(shí)測(cè)輸出電流值與理論計(jì)算電流值之間的差值用滿量程（FSR）值的百分?jǐn)?shù)表示第十二頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日4.芯片參數(shù)?電源電壓（最大）：+17V推薦用+5V?參考電壓范圍：±25V按要求使用第十三頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日+5V+5VP3.2ALERSTWRD0RDD1A4D2A3D3A2D4A1D5C4D6C3D7C2P3.4C1GNDGND數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路四.安裝結(jié)構(gòu)+5V+5V數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出-12V-12V+12V+12VGNDGND第十四頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日五.使用集成調(diào)試環(huán)境調(diào)試D/A電路模塊1.調(diào)試系統(tǒng)組成單片機(jī)仿真器單片機(jī)板單片機(jī)仿真頭電源板數(shù)/模轉(zhuǎn)換板仿真器電源插頭PC機(jī)通信電纜插頭數(shù)\模數(shù)據(jù)顯示窗口第十五頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日2.調(diào)試環(huán)境調(diào)試方法：斷開(kāi)電路負(fù)載，運(yùn)行測(cè)試程序，檢查各節(jié)點(diǎn)信號(hào)是否正確。如果有問(wèn) 題，按照故障診斷預(yù)案進(jìn)行診斷分析，并且排除故障。測(cè)試設(shè)備：?jiǎn)纹瑱C(jī)仿真器調(diào)試平臺(tái)：電子工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練調(diào)試臺(tái)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)板40MHz雙蹤示波器數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路板第十六頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日3.匯編語(yǔ)言調(diào)試程序MOVDPTR,#4000HABC:MOVX@DPTR,AINCACALLDELAYJMPABCDELAY:MOVR7,#01HJJJ:MOVR6,#20HDJNZR6,$DJNZR7,JJJRETEND第十七頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日4.C語(yǔ)言調(diào)試程序#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineC3XBYTE[0x4000]#defineTIMER0x8000voiddelay(void);voidmain(void){unsignedcharx;while(1){++x;C3=x;delay();}}voiddelay(void){inti;for(i=0;i<TIMER;++i);}第十八頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日5.D/A電路模塊調(diào)試方法·運(yùn)行D/A測(cè)試程序數(shù)/模數(shù)據(jù)顯示窗口將有相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)為從00—FF順序遞增并不斷循環(huán)的數(shù)值第十九頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日Rfb=RIout1Iout2·運(yùn)行D/A測(cè)試程序第一級(jí)運(yùn)放正常輸出信號(hào)波形第二十頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日Rfb=RIout1Iout2·D/A電路各主要節(jié)點(diǎn)正常輸出信號(hào)波形第二十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日·根據(jù)第二級(jí)運(yùn)放輸出信號(hào)波形判斷故障原因第二級(jí)運(yùn)放增益低平移電路未工作運(yùn)放漏接一組電源D/A數(shù)據(jù)線連接有誤平移電路參數(shù)有誤第二十二頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日·部分節(jié)點(diǎn)無(wú)信號(hào)或全部節(jié)點(diǎn)無(wú)信號(hào)的故障原因第二級(jí)運(yùn)放無(wú)信號(hào)輸出：連線有誤或運(yùn)放損壞二級(jí)運(yùn)放皆無(wú)信號(hào)輸出：連線有誤或未接電源或運(yùn)放損壞或D/A電路故障·D/A電路故障辨別Rfb=RIout1Iout2斷開(kāi)第一級(jí)運(yùn)放輸出與Rfb的連線，測(cè)量Iout1引腳有鋸齒波輸出為運(yùn)放損壞，否則為D/A電路故障。第二十三頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日6.D/A電路故障檢測(cè)方法MOVDPTR,#4000HABC:MOVX@DPTR,AINCA

；CALLDELAYJMPABCDELAY:MOVR7,#01HJJJ:MOVR6,#20HDJNZR6,$DJNZR7,JJJRETEND·修改D/A測(cè)試程序，縮短循環(huán)時(shí)間（匯編程序）第二十四頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineC3XBYTE[0x4000]#defineTIMER0x8000voiddelay(void);voidmain(void){unsignedcharx;while(1){++x;C3=x;/*delay();*/}}voiddelay(void){inti;for(i=0;i<TIMER;++i);}（C程序）第二十五頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日D0D1D2D4D5D6D789C51·指令“MOVX@DPTR,A”產(chǎn)生控制信號(hào)運(yùn)行修改后的測(cè)試程序，有信號(hào)，D/A芯片其他引腳連接有誤；否則檢查信號(hào)產(chǎn)生電路。D3第二十六頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日·正常的D/A故障檢測(cè)D0D1D2D3D4D5D6D7ILEVrefIout1Iout2RfbAGNDDGNDVCC第二十七頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日---數(shù)據(jù)線（全部）漏接---參考源Vref漏接---電源Vcc或數(shù)字地GND或模擬地AGND漏接---鎖存器控制邏輯有誤使用第1級(jí)鎖存器ILE=1,,LE2=1,使用第2級(jí)鎖存器ILE=1,,LE1=1,---DAC0832損壞第二十八頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日·不正常的D/A故障檢測(cè)脈沖信號(hào)占空比不正常：接反沒(méi)有信號(hào)：檢查左插座相應(yīng)引腳有信號(hào)---左插座到芯片引腳引線漏接或錯(cuò)接為其它信號(hào)無(wú)信號(hào)---檢查單片機(jī)板相應(yīng)電路第二十九頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日·單片機(jī)板電路檢測(cè)檢測(cè)單片機(jī)引腳有信號(hào)，左插座相應(yīng)引腳無(wú)信號(hào)，連線漏接；否則，調(diào)試臺(tái)內(nèi)部斷路。單片機(jī)引腳無(wú)信號(hào)，程序未運(yùn)行或仿真器模擬仿真或仿真器損壞。第三十頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日檢測(cè)（譯碼電路檢測(cè)）74LS138引腳有信號(hào)，左插座相應(yīng)引腳無(wú)信號(hào)，連線漏接；否則，調(diào)試臺(tái)內(nèi)部斷路。74LS138引腳無(wú)信號(hào)，查E1、E2、E3連接是否正確。E1=0，E2=0，E3=1譯碼電路輸出檢測(cè)第三十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日譯碼電路輸入檢測(cè)CBAC1C2C30000110000H……1FFFH00