2024年DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)報(bào)告

D/A轉(zhuǎn)換試驗(yàn)匯報(bào)組員：田亞峰杜亞亞摘要本次設(shè)計(jì)試驗(yàn)是以AT89C51、DAC0832、741為關(guān)鍵，并加以其他輔助電路來試驗(yàn)D/A轉(zhuǎn)換，其中重要是運(yùn)用單片機(jī)來控制從數(shù)字量到模擬量的整個(gè)轉(zhuǎn)換。先是從鍵盤輸入數(shù)字量到單片機(jī)，再從單片機(jī)輸出到DAC0832，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換後輸出與該數(shù)字量大小對(duì)應(yīng)的模擬電壓，并用LED數(shù)碼管顯示出來輸入的數(shù)字量值。目錄TOC\o"1-3"\h\u318281.方案設(shè)計(jì)及論證 188161.1理論分析 111231.2單片機(jī)選擇 1164261.3鍵盤設(shè)計(jì) 232311.4D/A轉(zhuǎn)換選擇 2311822.硬件設(shè)計(jì) 212282.1單片機(jī)模塊 2198772.2D/A轉(zhuǎn)換模塊 3208173.軟件設(shè)計(jì) 562974.仿真驗(yàn)證及調(diào)試 5176754.1調(diào)試措施 533974.2性能測(cè)試儀器 637334.3試驗(yàn)數(shù)據(jù) 6298524.4誤差分析 6237605.設(shè)計(jì)總結(jié)及體會(huì) 73278附錄（一）：實(shí)物圖 923732附錄（二）軟件程序 9方案設(shè)計(jì)及論證1.1理論分析根據(jù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)的規(guī)定，由單片機(jī)模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、反相比例加法運(yùn)算電路構(gòu)成。系統(tǒng)框圖如下：圖1系統(tǒng)框圖1.2單片機(jī)選擇方案一：選用AT89C51方案二：選用AT89C52論證：1）AT89C52的程序空間為8K比AT89C51的空間大2）AT89C52多了個(gè)T2定期器，因此比89C51多幾種寄存器因此選用AT89C52.1.3鍵盤設(shè)計(jì)方案一：采用獨(dú)立式鍵盤方案二：采用矩陣式鍵盤論證：由于獨(dú)立式鍵盤占用較多的I/O線，因此選用4×4矩陣式鍵盤輸入，以保證10個(gè)數(shù)所有完整輸入，節(jié)省I/O端口資源。1.4D/A轉(zhuǎn)換選擇本次設(shè)計(jì)選用DAC0832，它是由一種八位輸入鎖存器、一種8位D/A鎖存器和一種8位D/A轉(zhuǎn)換器三個(gè)部分構(gòu)成。D/A轉(zhuǎn)換器將輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出，數(shù)字量是由若干數(shù)位構(gòu)成的，就是把每一位上的代碼按照權(quán)值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬量，再把各位所對(duì)應(yīng)的模擬量相加，所得到各位模擬量的和便是數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的模擬量。2.硬件設(shè)計(jì)2.1單片機(jī)模塊89C51單片機(jī)自身的電源電壓是5v，有兩種低功耗方式：待機(jī)方式和掉電方式。在掉電狀態(tài)下，其耗電電流為3mA，在掉電方式下提供約50mA的電流。80C51單片機(jī)是8位單片機(jī)，速度較慢，且不能在線編程。在單片機(jī)的外部加一種振蕩電路，這個(gè)電路有晶振和兩個(gè)電容構(gòu)成，晶振兩端分別接到兩個(gè)電容的一端，兩個(gè)電容的另一端都要接地。這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量就是就等于負(fù)載電容，這兩個(gè)電容選用33PF的。在P0端口接一種上拉電阻，增長高電平驅(qū)動(dòng)能力。P0口輸出七段碼，P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口輸出位選碼。圖2單片機(jī)及外部電路2.2D/A轉(zhuǎn)換模塊本次設(shè)計(jì)的D/A轉(zhuǎn)換電路倒T電阻網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)數(shù)字量從單片機(jī)輸出到轉(zhuǎn)換器後，通過基準(zhǔn)電壓VREF鼓勵(lì)內(nèi)部的倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)，其輸出是模擬電流，為了將電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，外接運(yùn)算放大器，反饋電阻為片內(nèi)電阻。圖3功能框圖一級(jí)運(yùn)放得到單極性輸出電壓，二級(jí)運(yùn)放構(gòu)成反相比例加法運(yùn)算電路。圖4T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器由上式可見，輸出的模擬量與輸入的數(shù)字量（）成正比，這就實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。3.軟件設(shè)計(jì)開始系統(tǒng)軟件流程圖如下圖，其中重要包括這三部分，即鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、D\A轉(zhuǎn)換、。開始系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化鍵盤輸入鍵盤輸入單片機(jī)單片機(jī)數(shù)碼管顯示D/A轉(zhuǎn)換數(shù)碼管顯示D/A轉(zhuǎn)換輸出輸出圖5流程圖鍵盤輸入：通過行、列確定一種數(shù)。數(shù)碼管顯示：通過P0和P2端口分別進(jìn)行位選和段選。4.仿真驗(yàn)證及調(diào)試4.1調(diào)試措施環(huán)節(jié)：1）鍵盤鍵入數(shù)字量；鍵入不一樣值，按12鍵轉(zhuǎn)換後來讀出電壓表表上的數(shù)值。圖6初始值圖7中間顯示值4.2性能測(cè)試儀器直流電源數(shù)字萬用表4.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)表1數(shù)據(jù)表12345678910數(shù)碼管顯示0.000.501.001.552.003.003.504.004.505.00實(shí)測(cè)0.000.490.991.541.983.023.524.024.510.00電壓表顯示0.000.491.001.541.992.983.493.984.430.004.4誤差分析在實(shí)際測(cè)量測(cè)量時(shí)有誤差存在，誤差容許的范圍是-0.02V~+0.02V。導(dǎo)致誤差的原因有如下幾點(diǎn)：1）D/A轉(zhuǎn)換器中元器件參數(shù)誤差；2）基準(zhǔn)電壓不穩(wěn)定；3）運(yùn)算放大器的零點(diǎn)漂移。5.設(shè)計(jì)總結(jié)及體會(huì)在收到任務(wù)時(shí)，根據(jù)規(guī)定從總體到部分來分析，最終到詳細(xì)的器材使用，并且對(duì)每個(gè)組員合理分派任務(wù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)每個(gè)模塊設(shè)計(jì)多方案，從中擇優(yōu)選用。硬件部分要注意所加電壓不能過大，否則會(huì)燒毀集成塊。實(shí)際電路焊接時(shí)，線路要盡量短、直，便于後來檢查。對(duì)于每一點(diǎn)要焊實(shí)，不能出現(xiàn)虛焊、短路。軟件設(shè)計(jì)要模塊化，語言要盡量簡潔程序應(yīng)采用模塊化構(gòu)造，程序代碼簡潔，編寫程序需要不停的修改、整頓、優(yōu)化，以使程序具有較少的代碼量，較高工作效率。這設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了諸多知識(shí)，理解和掌握許多芯片的作用和功能。通過小組組員的共同努力試驗(yàn)終于出來了，非常有成就感。也要感謝老師的悉心指導(dǎo)。附錄（一）：實(shí)物圖圖1圖2附錄（二）軟件程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitw_select1=P2^0;sbitw_select2=P2^1;sbitw_select3=P2^2;sbitw_select4=P2^3;sbitcs_1=P2^7;//unsignedlonginta=0;ucharcodetable[10]={0xC0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//ucharcodetable[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};/***************************************************************名稱:Delay_1ms()*功能:延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間為1ms*x*輸入:x(延時(shí)一毫秒的個(gè)數(shù))*輸出:無***************************************************************/voidDelay_1ms(uintx){uinti;ucharj;for(i=0;i<x;i++)for(j=0;j<=148;j++);}/***************************************************************名稱：Keyscan()*功能：P1外接4×4按鍵,按照掃描法讀出鍵值*輸出：按鍵值0~15/如無鍵按下,返回16***************************************************************/ucharKeyscan(void){uchari,j,temp,Buffer[4]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};for(j=0;j<4;j++){//循環(huán)四次P1=Buffer[j];//在P1高四位分別輸出一種低電平temp=0x01;//計(jì)劃先判斷P1.0位for(i=0;i<4;i++){//循環(huán)四次if(!(P1&temp))//從P1低四位，截取1位return(i+j*4);//返回獲得的按鍵值temp<<=1;//判斷的位，左移一位}}return16;}//呵呵，實(shí)質(zhì)性的語句不過8行，就是這樣簡潔！voidDisplay1(longa)//顯示輸入鍵值對(duì)應(yīng)的拾進(jìn)制數(shù){w_select1=0;w_select2=0;w_select3=0;w_select4=0;cs_1=1;P0=table[a/1000]&0x7f;w_select4=1;Delay_1ms(10);w_select4=0;P0=table[(a/100)%10];w_select3=1;Delay_1ms(10);w_select3=0;P0=table[(a/10)%10];w_select2=1;Delay_1ms(10);w_select2=0;P0=table[a%10];w_select1=1;Delay_1ms(10);/***************************************************************名稱：Display(uchark)*功能：將參數(shù)提成拾位、個(gè)位分別顯示*輸入：k(鍵盤數(shù)值)*輸出：P0口輸出七段碼，P2口輸出位選碼***************************************************************/voidDisplay2(ucharh){P2=0;//??P0=table[h/10];P2=0x02;Delay_1ms(5);//??5ms??P2=0;//??P0=table[h%10];P2=0x01;Delay_1ms(5);//??5ms??}/***************************************************************名稱:Main()*功能:主函數(shù)***************************************************************/voidMain(void){ucharKey_Value=16,Key_Temp1,Key_Temp2;//兩次讀出的鍵值longTemp6,Temp7,Temp8,Temp9,Temp4=0,Temp5;intk,j=0,i=0,count;ucharA[4];cs_1=1;P3=0x00;Temp4=P3;P0=0xff;while(1){//如下讀入按鍵、消抖、等待按鍵釋放P1=0xff;Key_Temp1=Keyscan();//先讀入按鍵if(Key_Temp1!=16){//假如有鍵按下Delay_1ms(5);//延時(shí)一下//Display(Key_Value);//可用顯示替代延時(shí)Key_Temp2=Keyscan();//再讀一次按鍵if(Key_Temp1==Key_Temp2){//必須是兩次相等Key_Value=Key_Temp1;//才保留下來，這就是消除抖動(dòng)while(Keyscan()<16)Display2(Key_Value);if((Key_Value<10)&&(i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switch(count)//把持續(xù)按鍵值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的拾進(jìn)制數(shù){case1:{Temp5=A[0];Display1(Temp5);Delay_1ms(5);}break;case2:{Temp5=A[0]*10+A[1];Display1(Temp5);Delay_1ms(5);}break;case3:{Temp5=A[0]*100+A[1]*10+A[2];Display1(Temp5);Delay_1ms(5);}break;case4:{Temp5=A[0]*1000+A[1]*100+A[2]*10+A[3];Display1(Temp5);Delay_1ms(5);if(Temp5>=5001)Temp5=0;}break;} if(Key_Value==13) //鍵值步進(jìn)加20{if(j