单片机--数模转换VIP专享VIP免费

第九章数∕模与模∕数转换测量对象和被控对象，是连续变化的模拟量，具有模拟量输入和模拟量输出的MCS—51应用系统结构如图：开关量模拟量物理量：位移，加速度，速度；压力，温度，湿度；光强，颜色；磁场强度，磁通量；A/D与D/A电路已经集成化，掌握其参数，合理的选用§9.1D/A转换器的工作原理及指标一、工作原理D/A转换器：输入数字量：Dn-1Dn-2…D1D0输出模拟量：VoVo=D•VrVr为参考电压D=Dn-1•2n-1+Dn-2•2n-1…+D1•2+D0实现方法很多，介绍两种1．权电阻D/A转换法实际物理量（非电量）传感器及变换电路单片机模拟信号AD转换器D/A转换器位切换开关权电阻Vr：基准电压构成：模拟电子开关，运算放大器模拟电子开关：Di=1接通Di=0断开运算放大器：反向放大求和输出电压：Vo=(+++)•RF•Vr2．R—2RT型电阻网络D/A转换器框图：T型解码网络求和放大器参考电压模拟电子开关D0D1Dn-1T型电阻网络D/A转换器框图T型电阻网络D/A转换原理图由R-2R网络、模拟开关、运算放大器构成从每个节点看，等效电阻为：R从D3、D2、D1、D0看，等效电阻为3R；从每一模拟开关流入的电流为：I=;电流经电阻网络分流后，进入运算放大器的电流为：D3：ID2：ID1：ID0：IVo=（D3•2-1+D2•2-2+D1•2-3+D0•2-4）=（D3•2-3+D2•2-2+D1•2-1+D0•20）D/A转换器件提供的是电流，需要加运算放大器进行放大和转换。输出的电压与运算放大器的反馈电阻Rf及参考电压Vf有关。R-2R电阻网络实现容易，实用上大量采用二进制输入如：DAC0832DAC0808AD7520二、D/A转换器的性能指标1．分辨率最小输出电压（对应输入数字量只有最低位为1）与最大输出电压（对应输入数字量全部为1）之比，与该数模转换器的位数有关：10位，最小输出电压：Vmin=0000000001Vr最大输出电压：Vmax=1111111111Vr分辨率：≈0.001即位数越高，输出电压最小值越小，分辨率越高，灵敏度越高；以D/A转换器的位数来表示其灵敏度，位数越高，灵敏度越高；如：DAC08328位分辨率为：≈0.0042．建立时间D/A中的输入代码有满刻度值的变化时，其输出模拟信号达到满度值±LSB/2所需时间；3．精度通常以最大转换误差的形式给出，包括非线性误差，比例误差，漂移误差等。精度与分辨率不同：4．线性度实际输出值对D/A转换器理想输入/输出曲线的接近程度，通常以非线性误差的大小表示线性度；以最低位的分数来表示，LSB,LSB还有：输出电压范围，输入电平类型，温度系数，工作温度，功耗三、D/A转换器的分类1．按速度（建立时间）分类1MHz以上为高速THS81335ns2．按输出信号类型分类电流型：后面加运放I—V转换电压型：直接得到电压3．按接口类型分类：并行：DAC0832，AD7520，串行：MAX531,TLV5638(双12位)4．参考源类型内部和外部5．供电电源类型：单电源和双电源四、D/A转换器的选择考虑各种参数所用的场合情况§9.2模数转换器DAC0832与MCS-51接口一、DAC0832结构及特性DAC0800系列：DAC0830\DAC0831\DAC0832可以完全代换1．主要特性参数：●分辨率：8位●电流稳定时间：1µs●可以单稳态、双稳态或直接数字输入●单一电源供电（+5V─+15V）●输入电平：TTL●功耗：20mW2．结构框图DAC0832数模转换器框图两个数据锁存器、一个T型网络D/A转换器、控制电路8位输入寄存器由8D锁存器组成，用来作为输入数据的缓冲寄存器，可以直接与微机相连，LE1为其控制输入，LE1=1：D触发器接受信号，LE1=0:D触发器锁存信号8位DAC寄存器也由8D锁存器组成，8位输入数据只有通过DAC寄存器才能送到D/A转换器去转换；控制端LE2;LE2=1:输出跟随输入LE2=0：锁存8位D/A转换器采用T型网络，电流输出，3．引脚说明：（共20脚）DI0─DI7:数字量数据输入；ILE:数据锁存允许；CS:输入寄存器选择，低电平有效；WR1:输入寄存器选通信号，低电平有效；ILE=1,CS=0:WR1=0,则：LE1=1,输入寄存器的输出随输入变化；WR1=1,则：LE1=0,数据锁存在输入寄存器中；XFER:数据转移控制信号，低电平有效；WR2:DAC寄存器选通信号；XFER、WR2同时为低时，LE2=1,8位DAC寄存器的输出随输入而变化，WR2的上升沿锁存；Vref:基准电压输入；Rfb:运算放大器反馈信号输入，芯片内已有反馈电阻；Iout1Iout2:电流输出，Iout1+Io...