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1、主要内容 有关A/D、D/A的基本概念 D/A转换的基本原理、接口及应用 A/D转换的基本原理、接口及应用,第八章 模拟接口技术,模/数转换（Analog to Digital，简称A/D）是把输入的模拟量信号转换为对应的数字量信号输出； 数/模转换（Digital to Analog，简称D/A）是把输入的数字量信号转换为对应的模拟量信号输出。,8.1 概述,8.1.1 实时控制系统中的模拟接口,（1）采样跟踪：输出应尽可能快地跟随输入信号 （2）信号保持：把采样结束前瞬间的输入信号保持下来。,8.1.2 采样保持电路,量化：用基本的量化电平q的个数表示采样保持电路得到的模拟电压值； 编码：
2、将经过量化后的数字值用原码、补码、BCD码或其它代码表示； 量化误差：由量化过程而产生的误差，是由于量化电平q的有限性造成，属于原理性误差，无法彻底消除，只能减小。,8.1.3 量化与编码,1分辨率 分辨率是指ADC对输入模拟信号的分辨能力，是数字输出的最低位（LSB）所对应的模拟输入电平值。 若输入电压的满刻度值为VFS，ADC的位数为n，则ADC的分辨率为（1/2n）VFS。 2绝对精度 绝对精度是指对于一个给定的数字量输出，其实际输入的模拟电压值与理论值之差。,8.1.4 A/D转换器的主要性能指标,3相对精度 相对精度是指满刻度值校准后，任意数字输出所对应的实际模拟输入值（中间值）与理
3、论值（中间值）之差。相对精度也称为线性度。 4转换时间 转换时间是指完成一次A/D转换所需要的时间，即从启动转换开始到转换结束为止所需的时间。转换时间的倒数称为转换速率。,1分辨率 分辨率是D/A转换器的1个LSB输入所对应的模拟量输出变化的程度。 例8.1：若12位D/A转换器的满量程范围是+5V，计算其分辨力。 解：12位D/A转换器的分辨力是满刻度的2-12倍，即52-12=1.22mV。,8.1.5 D/A转换器的主要性能指标,2绝对精度 绝对精度是指在数字输入端加上给定的代码时，在输出端实际测得的模拟量值（电压或电流）与理想值之差。 3相对精度 相对精度是指满量程校准后，各种数字输入
4、的模拟量输出与理论值之差。 4转换时间 转换时间是指当数字信号满刻度变化时，从数字量输入到输出模拟量达到最终值1/2LSB时所需的时间。,8.2.1 DAC0832转换器 DAC0832芯片是电流型输出的8位D/A转换器，它采用双缓冲数据形式（输入寄存器和DAC寄存器），可以在输出模拟量的同时，允许接收下一个数字量，以提高转换速度。,8.2 DAC及其与微机的接口,1DAC0832芯片简介,VREF IOUT2 IOUT1 Rfb AGND VCC DGND,D7 Q7 8位输入 寄存器 D0 Q0 LE1,D7 Q7 8位DAC 寄存器 D0 Q0 LE2,8位 D/A 转换,DI7 DI0
5、 ILE CS WR1 WR2 XFER,图8.4 DAC0832芯片外部引脚和内部结构,2数/模转换器芯片的输出电路 （1）电流输出转换为电压输出 图8.5(a)是反相电压输出，输出电压； 图8.5(b)是同相电压输出，输出电压,(2) 单极性与双极性输出电路 图8.6(a) 单极输出电路。 图8.6（b）是D/A芯片双极性输出电路。,图8.6 单极性和双极性输出,V1,1.DAC0832的工作方式,两级缓冲寄存器的不同组合，构成0832的工作方式 LE1，直通（输出等于输入） LE0，锁存（输出保持不变）,8.2.2 DAC0832与微处理器的接口,直通方式,LE1LE21，即： ILE=
6、1，CS=WR1=WR2=XFER=0 输入的数字数据直接进入D/A转换器,一般用在没有微机控制的场合,单缓冲方式,一般用在单片系统，或者 多片但不需同时输出的系统,ILE=1 WR1、WR2接IOW CS、XFER其中之一接地，另一个受控；或者两者同时受控于一个信号。,双缓冲方式,两个寄存器都处于受控（缓冲）状态 CS、XFER分别受控于两个信号,一般用在多片需同时输出的场合,2DAC0832与微处理器的接口,CS,8.3.1 A/D转换原理 1.逐次逼近A/D转换,8.3 ADC及其与微机的接口,2. 双斜率积分式A/D转换,8.3 ADC及其与微机的接口,8.3.2 ADC0809芯片,
7、具有A/D转换的基本功能 CMOS工艺制作 8位逐次逼近式ADC 转换时间约为100 s 包含扩展部件 8路模拟开关 三态锁存缓冲器,ADC0809的内部结构图,8.3.3 ADC芯片与主机的连接,ADC芯片相当于“输入设备”，需要接口电路提供数据缓冲器 主机需要控制转换的启动 主机还需要及时获知转换是否结束，并进行数据输入等处理,8.12连接图,模拟输入 （05V）,+5V,D0D7,IRQ2,A0A7,译码,Vcc,D0D7,EOC,ADDA ADDB ADDC,模拟输入 （05V）,500KHz,CLOCK,VREF(+),+5V,IN0,OE,START ALE,GND,VREF(-)
8、,D0D7,IRQ2,A0A7,译码,Vcc,D0D7,EOC,ADDA ADDB ADDC,模拟输入 （05V）,500KHz,CLOCK,VREF(+),+5V,IN0,OE,START ALE,GND,VREF(-),8通道 模拟输入 （05V）,Vcc,D7,A3A9,D0D7,D0D7,OE,EOC,A0 A1 A2,ADDA ADDB ADDC,译码,500KHz,CLOCK,START,GND,VREF(+),VREF(-),ALE,+5V,IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7,220h227h,238h,Y0地址为80H83H，Y1地址为84H87H,
9、(ADC0809通过8255A的连接),主要掌握DAC0832的应用，ADC0809掌握前面例子 DAC0832的应用之一是产生各种波形。 假定DAC0832的口地址为PORT。 （1） 阶梯波 MOV DX，PORT Z0： MOV CX，10 MOV AL，0 Z1： OUT DX，AL ADD AL，N CALL DELAY LOOP Z1 JMP Z0,8.4 ADC与DAC应用举例,（2）锯齿波 MOV DX，PORT MOV AL，0 Z1： OUT DX，AL INC AL JMP Z1,（3）三角波 MOV DX，PORT MOV AL，0 UP： OUT DX，AL ADD AL，1 JNZ UP MOV AL，0FFH DOWN： DEC AL OUT DX，AL JNZ DOWN JMP UP；产生重复波形,（4）梯形波 MOV DX，PORT MOV AL，0 UP： OUT DX，AL ADD AL，1 JNZ UP CALL DELAY MOV AL，0FFH DOWN： DEC AL OUT DX，AL JNZ DOWN JMP UP；产生重复波形,同学们：大家好 让我们携手共同完成本课程学习！ 谢谢大家,
