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1、实验三 A/D、D/A转换实验一、实验目的1. 熟悉DAC0832并行接口数模转换器和TLC2543串行接口模数转换器的基本原理和编程方法。2. 进一步熟悉单片机应用系统开发步骤和方法。二、实验电路实验所用元件清单如下表所示：1.串行A/D转换器TLC2543元件编号元器件名称说明U1AT89C52.BUS总线型AT89C52单片机U2TLC2543串行接口 A/D转换器U3OP1P通用理想运算放大器R1POT-HG中间抽头电位器VIRTUAL TERMINAL串口虚拟终端DC VOLTMETER直流电压表DC Generators直流信号发生器2.并行D/A转换器DA0832元件编号元器件名
2、称说明U180C51.BUS总线型AT89C52单片机U274LS373锁存器U374LS04反相器U4 U574LS08二输入与门U6DAC0832并行接口 A/D转换器U7OPAMP通用理想运算放大器OSCILLOSCOPE虚拟示波器三、相关知识（一）串行A/D转换器TLC25431. TLC2543的特性与引脚TLC2543是TI公司的TLC2543 12位串行AD转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成AD转换 过程。由于是串行输入结构，能够节省80C51系列单片机的DO资源，而且价格适中。主要特点如下： 12位分辨率A/D转换器。在工作温度范围内10ps转换时间。11个模拟输入通道。 3
3、J路内置自测试方式。采样率为66kbps o线性误差+1LSB (max)o有转换结束(EOC)输出。具有单、双极性输出。可编程的MSB或LSB前导。可编程的输出数据长度。AINO 120VCCA1N1 219EOCA1N2 318DO CLOCKA1N3 417DATA INPUTAIN4 516DATA OUTAIN5 615CSAIN6 714REF+AIN7 813REF-AIN8 912ATN10GND 1011AIN92. TLC2543的工作过程TLC2543的工作过程分为两个周期：I/O周期和实际转换周期。1) DO周期I/O周期由外部提供的LO CLOCK定义，延续8、12或
4、16个时钟周期，决定于选定的输出数据长 度。器件进入I/O周期后同时进行两种操作。(1) 在IO CLOCK的前8个脉冲的上升沿，以MSB前导方式从DATA INPUT端输入8位数据流 到输入寄存器。其中前4位为模拟通道地址，控制14通道模拟多路器从11个模拟输入和3个内部 自测电压中，选通一路送到采样保持电路，该电路从第4个VO CLOCK脉冲的下降沿开始，对所 选信号进行采样，直到最后一个DO CLOCK脉冲的下降沿。I/O周期的时钟脉冲个数与输出数据长 度(位数)有关，输出数据长度由输入数据的D3、D2选择为8、12或16位。当工作于12或16 位时，在前8个时钟脉冲之后，DATA IN
5、PUT无效。(2) 在DATA OUT端串行输出8、12或16位数据。当CS保持为低时，第一个数据出现在EOC的上 升沿；若转换由更控制，则第一个输出数据发生在西的下降沿。这个数据串是前一次转换的结 果，在第一个输出数据位之后的每个后续位均由后续的I/O CLOCK脉冲下降沿输出。2)转换周期在IO周期的最后一个I/O CLOCK脉冲卞降沿之后，EOC变低，采样值保持不变，转换周期开 始，片内转换器对采样值进行逐次逼近式A/D转换，其工作由与I/O CLOCK同步的内部时钟控 制。转换完成后EOC变高，转换结呆锁存在输出数据寄存器中，待下一个I/O周期输出。DO周期 和转换周期交替进行，从而可
6、以减小外部的数字噪声对转换精度的影响。TLC2543的工作时序如图7.41所示。cs-1.0 CLOCKDATA OUTDATA INPUT1.425 ys14 1512345678910 II 121314156KnnmniWiAnnnjw丫 2521Hz访问周期B采样周期BD9X DSX D7XD6X D5X D4 X D5X D2X DI入凶)D7AD6YD5XD4X D3Xi)2fd(O EOC)eocyr-va 10ysAD转换时间3. TLC2543与89C52的接口电路下图是89C52与TLC2543的接I丨电路，TLC2543的5条接I 1线可接到单片机的任何通用双向IO 口上
7、。U1mLaD0.7XTAL1CLKAIMAIN3CSAIN2SDIAIN1SDOAINO14模拟信号输入TLC2543 AT89C52 BUSU1AD0.7XTAL1 A8.15XTAL2ALEbPSEFTRSTP30/RXDP1.aGNDWR2DI3xFERDI4DI1Dt5DIODI6VREFDI7IOUT2GNDIOUT1DACO832781716AD415AO5B14ALXj|丁13AD7|12111010四、实验内容1. 按照上图设计仿真电路原理图。2. 编写程序实现采集AI0-AI11十二个输入通道模拟输入，并转换结呆从串II送到模拟终端显示。3. 编写程序实现产生方波、三角波和
8、梯形波的程序，并在虚拟示波器上显示波形。五、参考程序1、A/D转换接II实验COMMON.c 程序#iiiclude /* special fiinction register declaiations */#iiiclude *函数说明：延时5us,晶振改变时只用改变这一个函数!1、对于11.0592M晶振而言，需要2个_nop_();2、对于22.1184M晶振而言，需要4个_nop_();*入I参数：无*返回：无*/void delav_5us(void)/延时5us,晶振改变时只用改变这一个函数! _DOP_()；_DOP_()；_nop_();/_nop_()；严* d亡lav 50us */void delav_50us(void)/延时 50usunsigned chai i;fbi(i=0;i0)血(j=0；j10;j+) delav_100us(); ucMs;/* 初始化串 I 丨波特率 */void uutUart(void)/*初始化串I I波特率，使用定时器2*/* Setup the serial port for 9600 baud at 11.0592MHz */ SCON = 0x50; 串I I工作在方式1 RCAP2H=(65536-(3456/96)8; RCAP2L=(
