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MCS-51单片机原理、系统设计与应用第7章
• 说明:VREF电压可正可负,为正时输出一负的电压,为 负时输出一正的电压。
• 说明:Rfb和输出端之间可串接一可调电阻,调整输出的 满程量。
• 图中的运放还可由4558,LM324,LF356,OP07等集成 电路实现(下同)。
D/A驱动程序:
MOV MOV L0: MOVX
DPTR,#7FFFH A,# data @DPTR,A
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四、8位D/A转换器 接口方法(DAC0832与单片机的连接方法)
1、单缓冲型接口方法 (3种)
① 图7-4(a)
7
6
的接口电路是把
5
DAC寄存器接成 DB
常通状态;
4 16 15
14
即ILE接高电平, WR2 和 XFER
VVCCC
C
13 19
接地,CS与P2.7口
连接,
0 P27
D1
D 2 VR EF
0
WR
P27 /WR
MOVX @DPTR, A
U1
7 6 5 4 16 15 14 13
DD0 0 VCC DD1 1 DD2 2 VREF D D3 3 DD4 4 FB DD5 5
DD6 6 IOUT1
DD7 7
19 IILLE E IOUT2
1 2
CCS S WWR1 AGND
17 18
XXRFFE1RE WWRR2 DGND
R fb 15K
I IOU T 2OUT2 I IOU T 1OUT1
R R fb
fb
A A GN D GND D D GN D GND VCC V CC
图7-图 2 8-D2 ADCA0C803823结2 结构构图框图
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三大部分组成: 一个8位输入寄存器 一个8位DAC寄存器 一个8位D/A转换器 (一个R-2R T型解码网络 )
即输出电压的大小正比于输入二进制数的大小, 实现了数字量和模拟量的转换
简化公式:
式中N是D/A转换器的位数;D是数字量换算为十回进目制录 的上数页值。下页
二、 D/A转换器的性能参数
(1)分辨率
有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率
如十位DAC分辨率:
1 =1
210
1024
(2)偏移误差
它是指输入数字量为0时,输出模拟量对0的偏移值
;使P27为 “0”
;数字送A ;传送至DAC0832输出
INC A
AJMP L0
V0
* V0 * V0
以图7-7为例:请分别编写V0输出为三角波和梯形波的驱动程序
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2、双极性输出
典型应用电路
U1
VC C VR EF(+5V )-12
-12
7 6 5 4 16 15 14 13
D 0 VCC
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u0 =-IO1·RF = U24RRRF(D3·23+ D2·22 + D1·21 + D0·20)
若为n位二进制数,则
u0 = U2nRRRF(Dn-1·2n-1+ Dn-2·2n-2 + ···+ D0·20)
若RF=R,则
u0 =
UR 2n
(Dn-1·2n-1+
Dn-2·2n-2 + ···+ D0·20)
VCC
19
ILE
IOUT2
12
U3 5V
L M7 41
7
~
1 2
CS WR1
AGND
3
17 18
XFER WR2
DGND
10
+12
0V
DAC 0832L CJ(20)
MOV DTPR,#7FFFH
MOVX @DPTR, A
P267图图8-77-7DDAAC0C83028单32极单性极输性出接输口出电路
1 2
CCS S WWWRR1 1AGND
17 18
XXRFFE1RE WWRR2 DGND
DARC02832LJ(20)
VCC VREF(-5V) -12 20
8
5
1
4
9
11
2
6 VVO0
3
12
U2
LM741
7
3
+12 10
图7-5 双缓冲型接口电路
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3、直通型接口方法
请看P266图7-6 即将0832转换器的ILE接高电平; 将CS、WR1、WR2、XFER 全部接地;
WR /WR
1 2
WR1与单片机的
17
WR端连接。
18
MOVX @DPTR, A
U1
DD0 0 VCC DD1 1 DD2 2 VREF DD3 3 DD4 4 FB DD5 5 DD6 6 IOUT1 DD7 7
IILLEE IOUT2
CCS S WWR1 AGND XXRFFE1RE WWRR2 DGND DARC02832LCJ(20)
Data
Data
A/D v/i
微机
D/A
v/i
传感器 物理过程 执行机构
过程控制示意图
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7.1 D/A转换器
D/A━Digital to Analog Converter (DAC)
一、D/A转换原理(T形解码网络)
工作原理: D0 D1
D2
D3 IO1
RF
-
A
uo
0 1 0 1 0 10 1IO
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该电路的输出公式:
V0
D 256
• VREF
表7-1 单极性输出D/A
P267
输入数字量 MSB … LSB
模拟量输出
(V)
11111111 10000010 10000000 01111111 00000000
±VREF (255/256) ±VREF (130/256) ±VREF (128/256) ±VREF (127/256)
原理: LE为寄存命令。当 L=E1时,寄存器的输出随输入变化; LE= 0时,数据锁存在寄存器中,而不随输入数据的变 化而变化。 当ILE=1,CS=0,WR=10时, L=E1,允许数据输入,而当 WR=1 1时, L=E01,则数据被锁存。
当WR和2 X均FE为R 低电平时, =L1E,2此时允许D/A转换,
DARC02832LCJ(20)
VCC VREF(-5V) -12 20
8
5
1
4
9
11
2
6 VVO 0
3
12
U2
LM741
7
3
+12 10
(b)
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③ 图7-4(c)
的接口电路使
两个寄存器同
时选通及锁存; DB
即将ILE接高
电平, WR和1 WR2
VVCCC
C
与单片机的
WR连接,
CS和 XFER
否则 LE2=0时, 将数据锁存于DAC寄存器中。
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三、DAC0832管脚功能 引脚功能: D0~D7 数据线 ILE输入锁存允许信号 CS片选信号 WR1、WR2:写控制 XFER:传递控制信号
U1
7 6 5 4 16 15 14 13
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
DAC0832LCJ(20)
VCC VREF(-5V) -12 20
8
5
1
4
9
11
2
6 VVO 0
3
12
U2
LM741
7
3
+12 10
(c)
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2、 双缓冲型接口方法
主要应用在
多路D/A转换器
同步系统中。
DB
一级锁存、缓 冲由P27和 WR完成; VVCCC
C
二级锁存由P26
和 WR完成,并由 0 P27
19 ILE
Vcc 20 VREF 8
Rfb 9 IO1 11
IO2 12
I01、I02:电流输出端
1 2
CS WR1 AGND
3
Rfb:内部集成反馈电阻,可外接。 17
VREF:参考电压输入
18
XFER WR2 DGND
10
VCC:数字电路供电电压
DAC0832
AGND:模拟地;DGND:数字地。 图 7-3 DAC0832 引脚图
S0
S1
S2
S3
I0 I1 I2 I3
2R 2R 2R 2R 2R
R
R
R
IR +UR
IO1= D3·I3+ D2·I2+ D1·I1+ D0·I0
=
UR 24 R
(D3·23+
D2·22 +
D1·21 + D0·20)
u0 = -IO1·RF = U24RRRF(D3·23+ D2·22 + D1·21 + D0·20)
(3)线性度 是指D/A转换器的实际转移特性与理想直线之间的 最大误差或最大偏移
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(4)精度 输出模拟电压的实际值与理想值之差。 即最大静态转换误差。
(5)转换速度 即每秒钟可以转换的次数, 其倒数为转换时间。
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7.2 MCS-51单片机与8位D/A转换器接口技术
将D0~D7接数据总线即可。
五、D/A转换器的输出方式