單片機(jī)ADDA轉(zhuǎn)換教程

第十章數(shù)/模、

模/數(shù)變換器§10.1概述§10.2數(shù)/模轉(zhuǎn)換器§10.3模/數(shù)轉(zhuǎn)換器§10.1概述計(jì)算機(jī)模擬信號(hào)模擬信號(hào)A/DD/AA/D：AnalogtoDigitalD/A：DigitaltoAnalog§10.2數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)10.2.3T型電阻網(wǎng)絡(luò)型10.2.1權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型10.2.2權(quán)電流型10.2.4D/A變換器的主要技術(shù)指標(biāo)10.2.5集成

DAC0832及其應(yīng)用10.2.1權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器：VREF+-uoD3D2D1D0I0I1I2I323R22R21R20RIR/2(MSB)(LSB)S0S1S2S3D3D2D1D0S0S1S2S3所謂“權(quán)電阻”，是指電阻值的大小，與有關(guān)數(shù)字量的權(quán)重密切相關(guān)。10.2.1權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器：VREF+-uoD3D2D1D0I0I1I2I323R22R21R20RIR/2(MSB)(LSB)S0S1S2S3D3D2D1D0S0S1S2S3電子開(kāi)關(guān)：Dn=1時(shí)，Sn接VREF；Dn=0時(shí)，Sn接地端。

T2

管飽和導(dǎo)通，T1T2SDa模擬電子開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)化原理電路當(dāng)D=1

時(shí)，1T2Sa0T1SS點(diǎn)與a點(diǎn)相通，T1

管截止，而a點(diǎn)在電路中和VREF連。

T2

管截止，T1T2SDa模擬電子開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)化原理電路當(dāng)D=0

時(shí)，0T2Sa

T1

管飽和導(dǎo)通，1T1SS點(diǎn)與地相通。VREF+-uoD3D2D1D0I0I1I2I323R22R21R20RIR/2(MSB)(LSB)23R22R21R20RVREFI1=2I0

I2=4I0I3=8I0當(dāng)D3D2D1D0=1111時(shí)：S0S1S2S3D3D2D1D0(LSB)(MSB)I=I0+I1+I2+I3最低位最高位I0=VREF23R參考電壓VREF+-uoD3D2D1D0I0I1I2I323R22R21R20RIR/2(MSB)(LSB)I=I0+I1+I2+I3=VREF23R(D323+D222+D121+D020)VREF+-uoD3D2D1D0I0I1I2I323R22R21R20RIR/2(MSB)(LSB)uo=-IR/2

VREF24=-(8D3+4D2+2D1+D0

)10.2.2權(quán)電流網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器：+-uoR-VREFI/16I/8I/4I/2S0S1S2S3iID0D1D2D3uo

IR24(8D3+4D2+2D1+D0

)=每個(gè)支路電流的大小，與有關(guān)數(shù)字量的權(quán)重密切相關(guān)。10.2.3T形解碼網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器(以4位為例)++-AuoS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0RFD3D2D1D00011

UR2RRRRI3I2I1I0IABCD通過(guò)詳細(xì)的推導(dǎo)分析，即可獲得模擬輸出電壓uo

與數(shù)字量以及電路中其它參數(shù)的關(guān)系。I=I3+I2+I1+I0UR2R=D3UR16RD0UR8RD1UR4RD2+++=UR16R(8D3+4D2+2D1+1D0)=URRF16R(8D3+4D2+2D1+1D0)uo-++-AuoS2S3S1S02R2R2R2RR3R2R1R0RFD3D2D1D00011

UR2RRRRI3I2I1I0IABCD

URRRR2R2R2R2R++-AuoS2S3S1S0RFI2RI/8I/4I/2iII16I16D0D1D2D3倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器10.2.4D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)一、分辨率用輸入數(shù)字量的有效位數(shù)來(lái)表示分辨率。此外，也可以用D/A轉(zhuǎn)換器能夠分辨出來(lái)的最小輸出電壓(此時(shí)輸入的數(shù)字代碼只有最低有效位為1，其余各位都是0)

與最大輸出電壓(此時(shí)輸入的數(shù)字代碼所有各位全是1)之比來(lái)給出分辨率。例如，對(duì)一個(gè)十位D/A轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)，＝210－1110231＝0.001二、轉(zhuǎn)換望誤差7.軍2圖.鍵4塔D耕/A轉(zhuǎn)換井器的者主要漿技術(shù)鞋指標(biāo)轉(zhuǎn)換哪誤差微通常巡壽用輸謀出電塌壓滿沈刻刻半度FS您R休(輸Fu兔ll此S腎ca薪le溫R惑an件ge偉)的百填分?jǐn)?shù)帽表示曠。例如，給出轉(zhuǎn)換誤差為L(zhǎng)SB，21這就現(xiàn)表示話輸出枯模擬李電煌壓的舞絕對(duì)里誤差琴等于銹輸入摔數(shù)字離代碼斤為00把…0取1時(shí)輸宿出電忘壓的造一半仁。造成揪轉(zhuǎn)換霧誤差?yuàn)实脑蛑饕w有癢：參考慎電壓VRE廳F的波乎動(dòng)孝；運(yùn)算櫻放大峰器的捧零點(diǎn)濕漂移固；模擬貝開(kāi)關(guān)宿的導(dǎo)白通內(nèi)許阻和廈導(dǎo)通障電壓圣；電阻頃網(wǎng)絡(luò)耕中的掛電阻銷值偏庫(kù)差芹；….里..10四.砍2.陶4輝D/同A轉(zhuǎn)換飽器的脖主要犁技術(shù)唇指標(biāo)三、D/叫A轉(zhuǎn)換淚器的轉(zhuǎn)換存速度為了跳便于蹈定量尖地描朋述D/坑A轉(zhuǎn)換喜器的茂轉(zhuǎn)換叉速猴度拒，定義災(zāi)了建立陳時(shí)間tS和轉(zhuǎn)換培速率SR兩湊個(gè)參幟數(shù)校。1.建立蜓時(shí)間tS通常誦以大迫信號(hào)越工作尺情況壘下(輸入無(wú)由全0變?yōu)閹?或者萌由全1變?yōu)樾等?曬)輸出找電壓糞到達(dá)輛某一每規(guī)定晉值所次需要死的時(shí)滋間堪定為委建立富時(shí)間tS。建立未時(shí)間云最短嗎的可竭達(dá)0.純1s。這個(gè)店參數(shù)農(nóng)的值享越小籠越好目。10.2.4D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)三、D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度2.轉(zhuǎn)換句速率SR轉(zhuǎn)換繳速率SR以大純信號(hào)羽工作踩狀態(tài)礎(chǔ)下帳輸出經(jīng)模擬俯電壓張的變予化率戰(zhàn)表示跳。D/邪A轉(zhuǎn)換落器完獎(jiǎng)成一騎次轉(zhuǎn)猾換所叉需要醬的禾時(shí)間進(jìn)應(yīng)包羅括建惠立時(shí)管間和垃上升(或下季降)時(shí)條間兩抹部分患，它的馬最大貫值為T(mén)TR旦(m擦ax牽)=tS+稠VO(惰ma光x)/戀SR其中VO(伶ma德x)為輸競(jìng)出電弦壓的腎最大沫值它。10雞.差2.側(cè)5集成DA為C淺08魂32及其宅應(yīng)用D/橫A轉(zhuǎn)換敢器集嗎成電滾路有展多種巴型號(hào)量。下坦面僅船以DA植C0俯83節(jié)2為例者來(lái)介彈紹集縫成電濾路D/安A變換壤器。它是細(xì)八位經(jīng)的D/魔A轉(zhuǎn)換拋器，焰即在親對(duì)其茄輸入放八位敢數(shù)字辣量后偵，通射過(guò)外蘿接的濾運(yùn)算肉放大按器，填可以減獲得奶相應(yīng)仁的模違擬電播壓值訓(xùn)。下圖覺(jué)是它駱的封演裝管腳孩圖和內(nèi)部旦電路束圖：CSWR1WR2AGNDD4D5D6D7D0D1D2D3UCCURRfbDGNDLCEXFERIout1Iout21234567891019181716151413121120DA淘C恢08捧32管腳倒分布杰圖八位寄存器(1)輸入八位寄存器(2)DAC八位變換器－＋＋URRIout1Iout2AGNDVCCuoDGND&ILECSWR1WR2XFERA/DD7D0......11AD怒C貨08撓32簡(jiǎn)化丙電路辜框圖八位變換器A/DRfBIout1Iout2AG拜NDDG英NDURD7D0......八位寄存器(1)輸入寄存器八位(2)DACCSWR1ILEXFERWR2VCCuo運(yùn)放寫(xiě)需要外隸接八位寄存器(1)輸入八位寄存器(2)DAC八位變換器－＋＋URRfbIout1Iout2AGNDVCCuoDGND&ILECSWR1WR2XFERA/DD7D0......11八位寄存器(1)輸入寄存器八位(2)DACD7D0......輸入惠數(shù)據(jù)迫先存抹放在酒寄存育器(1擁)中，而輸裙出的語(yǔ)模擬傳值由機(jī)存誕放在顫寄存凳器(2飄)內(nèi)的鞠數(shù)據(jù)饑決定篩。當(dāng)把賴數(shù)據(jù)洋由輸虧入寄耐存器(1兄)轉(zhuǎn)存謠到DA憐C寄存蒙器(2渴)以后杏，輸入投寄存住器(1志)就可久以接悠受新費(fèi)數(shù)據(jù)盤(pán)而不堵影衣響模感擬輸閉出值咱。該結(jié)濤構(gòu)便寒于多率路DA例C同時(shí)仙工作飼。八位寄存器(1)輸入八位寄存器(2)DAC八位變換器－＋＋URRfbIout1Iout2AGNDVCCuoDGND&ILECSWR1WR2XFERA/DD7D0......11CSWR1IL眉E當(dāng)這縱三個(gè)席控制心端均稅有效宗時(shí)，LE1LE1端才望有效點(diǎn)，否則母就去不隨聽(tīng)數(shù)據(jù)餃總線窗而變根化歇。WR1變高醫(yī)時(shí)，八位嫌輸入餡寄存真器便夏將輸機(jī)入數(shù)錘據(jù)鎖畏存瘋。寄存揚(yáng)器(1相)的輸鼠出隨廢其輸透入變狐化，八位寄存器(1)輸入八位寄存器(2)DAC八位變換器－＋＋URRfbIout1Iout2AGNDVCCuoDGND&ILECSWR1WR2XFERA/DD7D0......11CSWR1ILELE1XFERWR2當(dāng)這焰兩個(gè)壇控制僑端均下有效疾時(shí)，LE2端才犧有效列，WR2變高補(bǔ)時(shí)乎，八位DA栗C寄存舟器便游將輸具入數(shù)穿據(jù)鎖聽(tīng)存。LE2寄存禮器(2同)的輸孩出隨惑其輸龜入變撈化，例.單步斜輸入度操作--蓋--籌-適用領(lǐng)于單尾個(gè)DA置C工作ILEWR2WR1CSXFERRfbD0D7Iout2Iout1-++...1(a)D7

~D0CSWR1數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)鎖定(b)§1描0.貓3模/數(shù)叮轉(zhuǎn)換行器(痰A(chǔ)D懲C經(jīng))10言.兄3.宴2并聯(lián)披比較龍型10跌.覺(jué)3.勿3逐次絨逼近紋型10藥.康3.甩4衫A欠/櫻D轉(zhuǎn)換議器的禮主要圓技術(shù)匆指標(biāo)10穴.絹3.刺5集成AD副C0術(shù)80柱4及其固應(yīng)用10雄.茂3.夸1采樣商定理因?yàn)檠磔斎虢q的模莫擬量慨在時(shí)能間上猾是連壟續(xù)的療，10窄.卷3.相1采樣估定理在A嫌/腰D轉(zhuǎn)換襖中，而輸曠出的劑數(shù)字橡信號(hào)稍是離叫散填量，所以率進(jìn)行數(shù)轉(zhuǎn)換論時(shí)只雅能在愉一系堂列選渣定的越瞬間(亦即商瞬間佳坐標(biāo)釣軸上杯的一冰些規(guī)世定點(diǎn))對(duì)輸傳入的華模擬介信號(hào)丹采樣等，然后軟再把舌這些廣采樣慶值轉(zhuǎn)楊換為碑輸出圈的數(shù)買(mǎi)字量襖。A污/章D轉(zhuǎn)換早過(guò)程戴應(yīng)包剩括羊：采樣灰、保持釀、量化艦、編碼這四罪個(gè)步冤驟原。0tui1.采樣螺定理0tui為了稻保證僅能從泉采樣軍信號(hào)費(fèi)將原簡(jiǎn)來(lái)的與被采莫樣信路號(hào)恢霸復(fù)，必須提滿足fS>2fimaxfS：采樣竟頻率筍。fi暴ma資x：ui的最賊高頻億分明量的哥頻率借。2.量化君和編塞碼數(shù)字浴信號(hào)遣不僅購(gòu)在時(shí)艙間上鄙是離投散的村，而且迫，數(shù)值琴大小鈔的變理化也他是不蕩連續(xù)置的。這就圖是說(shuō)全，任何耕一個(gè)軋數(shù)字璃量的魂大小聯(lián)只能拿是某著個(gè)規(guī)臣定的爆最牌小數(shù)看量單骨位的叼整數(shù)裙倍。因此啄，在進(jìn)妥行A血/謀D轉(zhuǎn)換含時(shí)也罩必須默把采涉樣電夏壓化響為這赤個(gè)最炮小單媽位家的整庸數(shù)倍娛。這個(gè)咸轉(zhuǎn)化叮過(guò)程倚就叫當(dāng)做椒“量化”，所取忙的最觀少數(shù)止量單捕位叫歡做量化意單位，用表示。顯然健，數(shù)許字信雄號(hào)最亂低有數(shù)效位鐮的1代表香的數(shù)捆量窗大小姥就等立于遷。把量違化的搖結(jié)果捏用代乞碼(二進(jìn)勻制或懂二悔－扒十濟(jì)進(jìn)制)表示爬出來(lái)誕，稱為夕“編碼”荷。3.采樣佩－柔保犧持電毒路T+-uouiULR1RFCF當(dāng)UL為高禮電平揉時(shí)，MO禮S管T導(dǎo)通寶，ui經(jīng)電怎阻R1和管T向電咸容CF充電勸。當(dāng)UL為低忽電平紡時(shí)，MO糾S管T截止仙，忽略街各種藝漏電謙流，蝴電容CF上的濟(jì)電壓膠得以壩保持慶。10白.彼3.攀2并聯(lián)矮比較念型-++-++-++-++-++-++-++uxERRRRRRRRD2D1D0數(shù)字輸出AGFECDB編碼器7E/86E/85E/84E/83E/82E/8E/8電路音如左匠圖所應(yīng)示，恩它布由三吵部分指組成帳：這種A/嗓D變換北器的筐優(yōu)點(diǎn)泡是轉(zhuǎn)拌換速味度快雕，缺悉點(diǎn)卻是所幫需比趙較器茄數(shù)目涉多，風(fēng)位數(shù)內(nèi)越多筆矛盾蛇越突響出。分壓績(jī)器、ERRRRRRRR7E/86E/85E/84E/83E/82E/8E/8比較盤(pán)器、和編碼左器。D2D1D0數(shù)字輸出AGFECDB編碼器+++++++-+-+-+-+-+-+-+ux比較器輸出E>ux>7E/87E/8>ux>6E/86E/8>ux>5E/85E/8>ux>4E/84E/8>ux>3E/83E/8>ux>2E/82E/8>ux>1E/81E/8>ux>0ABCDEFGD2D0D1編碼器輸出輸入電壓ux11111111111111110000111110000000000000000000000000000000001111111111111111111000邏輯隨狀態(tài)鮮關(guān)系換表設(shè)待惱秤重鄙量Wx=13克，10旺.亭3.伸3逐次忠逼近怎型其工璃作原表理可乎用天寧平秤渾重過(guò)張程作跡比喻裝來(lái)說(shuō)牧明。若有法四個(gè)站砝碼液共重15克，每個(gè)鴿重量灑分別真為8、4、2、1克臣。可以槳用下棚表步賀驟來(lái)買(mǎi)秤量尿：砝碼重暫時(shí)結(jié)果

結(jié)論第一兄次8克砝碼防總重<待測(cè)賺重量Wx，8克第二焰次加4仍克砝碼嗓總重踩仍<待測(cè)兆重量Wx，12克第三劣次加2克砝碼蹲總重>待測(cè)屈重量Wx，12克第四獸次砝碼遣總重＝待測(cè)監(jiān)重量Wx，加1克13克故保留故保留故撤除故保留1000移位寄存器1000數(shù)碼寄存器A/Duo清0、置數(shù)控制邏輯ux(待轉(zhuǎn)換的模擬電壓)－＋＋uc時(shí)鐘清0、置數(shù)“1”狀態(tài)是否保留控制端CP、(移位命令)逐次永逼近匆型AD怨C工作還過(guò)程書(shū)展示10男.徐3.編4目A刷/尾D轉(zhuǎn)換寄器的古主要辜技術(shù)業(yè)指標(biāo)一、分辨義率：以輸機(jī)出二駕進(jìn)制盟代碼渣的位扁數(shù)表熔示分勁辨率瓦。位數(shù)藥越多腥，量戲化誤姨差越廁小，唯轉(zhuǎn)換校精度散越高渠。二、轉(zhuǎn)換姜速度：完成寺一次A惹/匆D轉(zhuǎn)換晃所需雄要的遷時(shí)間吩，即從醒它接駕到轉(zhuǎn)裂換命獲令起兔直到衡輸出缸端得者到穩(wěn)棕定的革數(shù)字豈量輸仗出所爛需要谷的時(shí)詠間。三、相對(duì)呢精度：實(shí)際效轉(zhuǎn)換籍值和服理想纖特性袖之間聾的最漫大偏踐差。四、其它：功率砍、電源碰電壓偽、電壓貍范圍置等。10點(diǎn).厚3.康5集成AD錄C0課80帶4及其欠應(yīng)用A搜/挽D轉(zhuǎn)換徑組件鄰有多端種型甚號(hào)可榨供選僻擇，如：脈高速蹲的，高分將辨率拆的，高速瀉且高額精度央的等貸等。使用傷者可貿(mào)根據(jù)委任務(wù)涂要求坑進(jìn)行桃選擇訴。下面需以AD仗C0梢80木4為例凈，介紹異集成革電路A扭/揚(yáng)D變換謊器。AD抽C位08役04是分島辨率洞為八位的?？禂?shù)轉(zhuǎn)京換組淡件，采用惑逐次混逼近體型工偉作原憤理。D7D0++-控制邏輯時(shí)來(lái)鐘CP電阻昏網(wǎng)絡(luò)及電資子開(kāi)慕關(guān)數(shù)據(jù)貢寄存土器移位尋寄存糊器八位三態(tài)輸出鎖存器Uin(+)Uin(-)UccUR/墻2AG邀ND++-WRCSINTRRDCS11AD鍬C0牲80攻4內(nèi)部桌電路回框圖電壓煤跟隨銷器電壓來(lái)比較賤器......CSWRAGNDD4D5D6D7D0D1D2D3U