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第六章模拟量输入输出接口讲义

转换精度:基准电压VRef、Rf/R、D 网络里只存在一种电阻:2R电阻
6.2.2 D/A转换芯片
集成D/A芯片的分类: 转换方式:并行和串行 生产工艺:双极型和MOS型 字长:8位、10位、12位 输出形式:电压和电流型

6.2.2 DAC0832芯片

DAC0832是典型的8位电流输出型通用DAC芯片

DI0~DI7
入 寄 存 器 LE1
DAC 寄 存 器
D/A 转 换 器
VREF
Rfb
Iout1
Iout2
ILE
LE2
AGND
CS WR1 WR2 XFER
DAC0832
Vcc DGND
DAC0832的内部结构
DI0~DI7 输入 寄 存 器 LE1 DAC 寄 存 器 LE2 D/A 转 换 器 VREF
CS
IOW D0~D7
WR1 Iout2 DI0~D17 WR2 XFER DGND AGND
6.2.4 DAC芯片的应用
mov dx,portd mov al,0 out dx,al inc al jmp repeat
repeat:
输出正向锯齿波
255LSB 254LSB
2LSB 1LSB 0 2次数据输出的时间间隔
模拟电路 ADC DAC 数字电路
模拟电路 AGND
数字电路
DGND
模拟地
公共接地点
数字地
6.2.3 DAC芯片与主机的连接


DAC芯片相当于一个“输出设备”,至 少需要一级锁存器作为接口电路 考虑到有些DAC芯片的数据位数大于主 机数据总线宽度,所以分成两种情况:
1. 主机位数等于或大于DAC芯片位数
DI0~DI7
Iout1
LE2 DAC0832
DAC0832的工作方式:双缓冲方式

两个寄存器都处于受控(缓冲)状态 能够对一个数据进行D/A转换的同时; 输入另一个数据
输入 寄 存 器 LE1 DAC 寄 存 器 D/A 转 换 器
DI0~DI7
Iout1
LE2 DAC0832
3. 地线的连接
锯齿波周期
6.3 A/D转换器
知识点: ※ 1、A/D转换的原理 ※ 2、ADC0809芯片的内部结构,外 部引脚
6.3 A/D转换器
模拟 量
模拟/数字转换器 ADC
数字量
6.3.1 A/D转换的基本原理


存在多种A/D转换技术,各有特点, 分别应用于不同的场合 4种常用的转换技术
计数器式 逐次逼近式
2. 主机位数小于DAC芯片位数
1. 主机位数大于或等于DAC芯片的连接
D0~D7 LS273 CLK DAC _ + A Vout
IOW AB
译码
mov al,buf mov dx,portd out dx,al
DAC0832单缓冲方式
+5V 5V
AB
Vcc ILE
译码
VREF
Rfb Iout1 _ + A Vout
Rfb
Iout1 Iout2 AGND
ILE
CS WR1 WR2 XFER
DAC0832
Vcc DGND
1. DAC0832的数字接口

8位数字输入端

DI0~DI7(DI0为最低位) ILE、CS*、WR1*

输入寄存器(第1级锁存)的控制端


DAC寄存器(第2级锁存)的控制端

XFER*、WR2* (启动D/A转换)
主要部件:电阻开关网络——权电阻网络和R-2R梯形电阻网络
权电阻网络
1 V0 R f i DiVRe f 0 2 R
转换精度:基准电压VRef、权电阻和电子开关Si、位数 位数越高——转换精度越高——权电阻的种类越多 (2R、…256R….)
7
R-2R梯形电阻网络
D Rf V0 VRe f 256 R
6.1 模拟输入与输出通道
模拟信号 现场信号 传感器 1 采样保持器 A/D转换器 传感器 放大器 多 低通滤波器 现场信号 将各种现场的物理量测量出来 路 把传感器输出的信号放大到 ADC 所需 数字信号 采样保持器 低通滤波 传感器 多路开关 放大器 2 用于降低噪声、滤去高频干扰, 开 并转换成电信号(模拟电压或电流) 的量程范围 周期性地采样连续信号, 关 把多个现场信号分时地接通到 A/D转换器 以增加信噪比 微型 并在 A/D 转换期间保持不变 计算机 现场信号 放大器 … n 传感器 放大器 低通滤波
低通滤波
控制信号 受控对象
模拟信号 放大驱动电路
D/A转换器
数字信号
6.2 D/Aห้องสมุดไป่ตู้换
知识点: ※ 1、D/A转换的原理 ※ 2、DAC0832的内部结构,外部引 脚, DAC0832的应用。
6.2.1 D/A转换的基本原理
数字量 → 按权相加 → 模拟量 1101B = 1×23+1×22+0×21+1×20 = 13
第六章 模拟量输入输出接口
主要内容: 介绍微机控制系统整体概念,介 绍常用A/D、D/A转换芯片的应用。
模拟量与数字量

模拟量——连续变化的物 理量
模拟/数字转换器 ADC
DAC 数字/模拟转换器

数字量——时间和数值上都离散的量
6.1 模拟输入与输出通道
知识点: ※ 1、介绍微机控制系统结构框图 ※ 2、了解控制系统组成部分的功能
直通锁存器的工作方式
两级缓冲寄存器都是直通锁存器

LE=1,直通(输出等于输入) LE=0,锁存(输出保持不变)
输入 寄 存 器 LE1 DAC 寄 存 器 D/A 转 换 器
DI0~DI7
Iout1
LE2 DAC0832
2.DAC0832的工作方式:直通方式

LE1=LE2=1(如何实现) 输入的数字数据直接进入D/A转换 器
双积分式
并行式
1. 逐次逼近(逐位比较)
从最高位开始 的逐位试探法
模拟输入 D/A转换器 数字输出 比较器
时钟 复位
寄存器
转换结束
2. 双积分式
Vc
固定时间 斜率可变 T1 V/I Iin 积分器
两个积分阶段 实质是电压/时间变换
固定斜率 时间可变 T2 比较器
输入 寄 存 器 LE1 DAC 寄 存 器 D/A 转 换 器
DI0~DI7
Iout1
LE2 DAC0832
DAC0832的工作方式:单缓冲方式


LE1=1,或者LE2=1(如何实现,弊端?) 两个寄存器之一始终处于直通状态 另一个寄存器处于受控状态(缓冲状态)
输入 寄 存 器 LE1 DAC 寄 存 器 D/A 转 换 器
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