D/A转换器的应用

函数发生器

只要往D/A转换器写入按规律变化的数据，即可 在输出端获得正弦波、三角波、锯齿波、方波、 阶梯波、梯形波等函数波形。
用不同的数值产生不同的电压，控制电机的转速 其他需要用电压/电流来进行控制的场合

直流电机的转速控制

二、12位D/A转换器 DAC1208
DAC1208系列D/A转换器有DAC1208、DAC1209、 DAC1210三种芯片类型，是与微处理器完全兼容的12位D/A转 换器。其功耗低，输出电流稳定时间为1μs，参考电压范围为10V~+10V，单工作电源范围为+5V~+15V，转换精度较高， 价格低廉，接口简单，目前应用较为广泛。

间接ADC是将模拟电压先转换成中间量，如脉 冲周期T、脉冲频率f、脉冲宽度τ等，再将中间 量变成数字量。常见的有：

单积分式ADC、双积分式ADC，V/F转换式ADC等。
典型的A/D转换器简介

ADC0809



8通道（8路）输入 8位字长 逐位逼近型 转换时间100μs 内置三态输出缓冲器（可直接接到数据总线上）
6.3 模/数（A/D）转换器

用途


将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便 于计算机进行处理。 常用于数据采集系统或数字化声音。
A/D转换器的分类

根据A/D转换原理和特点的不同，可把ADC 分成两大类：直接ADC和间接ADC。

直接ADC是将模拟电压直接转换成数字量，常用 的有：

逐次逼近式ADC、计数式ADC、并行转换式ADC等。
输出通道
执行 机构 放大 驱动 D/A 转换 输出 接口 00101101
算 机
模拟电路的任务
模拟接口电路的任务
6.2 数/模（D/A）变换器

6.2.1 D/A变换器的基本原理及技术指标

D/A变换器的基本工作原理

组成：模拟开关、电阻网络、运算放大器 两种电阻网络：权电阻网络、R-2R T型电阻网络 Rf 基本结构如图：
3. 中断方式：CPU启动A/D转换后即可转而处理其 他的程序，一旦A/D转换结束，则由A/D转换器发 出一转换结束信号向CPU申请中断，CPU响应中断 后，便读入数据。 采用中断方式时，转换结束信号EOC通常与计 算机的外部中断引脚连接。 在中断方式中，应为A/D设计二个端口：启动 命令口（输出口）、数据口（输入口）。 CPU与A/D转换器是并行工作的，因此，其 工作效率高。在多回路数据采集系统中一般采用中 断方式。
这种方法,应为A/D设计三种接口：启动命令口（输出 口）、状态口（输入口）和数据口（输入口）
该方案程序设计比较简单，且可靠性高，但实时性差。 但由于大多数控制系统对于这点时间都是允许的，所以， 这种方法用得最多。
2. 延时方式：向A/D发出启动脉冲后，先进行 软件延时，此延时时间取决于A/D转换器完 成A/D转换所需要的时间（如ADC0809约 为100μs），经过延时后可读取数据。 采用延时方式时，转换结束引脚悬空。 在这种方式中，应为A/D设计二个接口 ：启 动命令口（输出口）、数据口（输入口）。 为了确保转换完成，必须把时间适当延 长，因此，其速度比查询方式还慢，故应用 较少。
≥1
输入数据 D0～ D7 ILE 19 CS WR1 WR2 18 XFER 17 1 2
＆
LE1
Rfb AGND(模拟地)
20 VCC(+5V或+15V）
≥1
10 DAC0832框图
DGND（数字地）
引脚功能



D7～D0：输入数据线 ILE：输入锁存允许 CS：片选信号 WR1：写输入锁存器

D/A转换可分为两个阶段： CS=0、WR1=0、ILE=1，使输入数据锁存 到输入寄存器； WR2=0、XFER=0，数据传送到DAC寄存器， 并开始转换。
（二）DAC0832与系统的连接
1. 双缓冲方式（标准方式）
转换要有两个步骤： 将数据写入输入寄存器CS=0、 WR1=0、ILE=1 将输入寄存器的内容写入 DAC寄存器 WR2=0、XFER=0 优点： 可实现多个DAC同步转换输 出——分时写入、同步转换
工作时序
ADDA
～
ADDC
①
ALE/START EOC
地址 ②
～
转换时间
⑤
D7
ADC0809的工作过程

根据时序图，ADC0809的工作过程如下：
①把通道地址送到ADDA～ADDC上，选择某一 个模拟输入量； ②在通道地址信号有效期间，ALE上的上升沿使 该地址锁存到内部地址锁存器； ③START引脚上的下降沿启动A/D变换； ④变换开始后，EOC引脚呈现低电平， EOC重 新变为高电平时表示转换结束； ⑤OE信号打开输出锁存器的三态门送出结果 。
1. 单极性输出电路
2.双极性输出电路
（四） 双缓冲方式——同步转换举例
port1 0832-1
A10-A0 译码器 port2 0832-2
port3
双缓冲方式的程序段示例
本例中三个端口地址的用途：
port1 选择0832-1的输入寄存器 port2 选择0832-2的输入寄存器 port3 选择0832-1和0832-2的DAC寄存器
DAC1208与CPU的接口地址为： 0202H ,0203H,0204H A9 A8 A 7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A 0 1 0 0 - - - 0 0 1 0 8位寄存器 1 0 0 - - - 0 0 1 1 4位寄存器 1 0 0 - - - 0 1 0 0 12位寄存器
引脚功能
D7～D0：输出数据线（三态） IN0～IN7：8通道（路）模拟输入 ADDA、ADDB、ADDC：通道地址（通道选择） ALE：通道地址锁存 START：启动转换 EOC：转换结束，可用于查询或作为中断申请 OE：输出允许（打开输出三态门） CLK：时钟输入（10KHz～1.2MHz） VREF(+)、VREF(-)：基准参考电压
用于把数据写入到输入锁存器
WR2：写DAC寄存器 XFER：允许输入锁存器的数据传送到DAC寄存器 上述二个信号用于启动转换 VREF：参考电压，-10V～+10V，一般为+5V或+10V IOUT1、IOUT2：D/A转换差动电流输出，接运放的输入 Rfb：内部反馈电阻引脚，接运放输出 AGND、DGND：模拟地和数字地
模拟量
传感器
A/D
数字量
计算机
数字量
D/A
模拟量
执行元件
模拟量输入 (数据采集)
模拟量输出 (过程控制)
6.1 模拟量I/O通道的组成
输入通道
工 业 生 传 感 器 放大 滤波 多路转换 & 采样保持
A/D 转换
输入 接口
10101100
微
型 计
产
过 程
物理量 变换
信号 处理
信号 变换
I/O 接口
第6章 模拟量的输入输出


本章内容
模拟量输入输出通道的组成 D/A转换器

原理及连接使用方法

A/D转换器

原理及连接使用方法
概述

模拟量I/O接口的作用：

实际工业生产环境——连续变化的模拟量

例如：电压、电流、压力、温度、位移、流量

计算机内部——离散的数字量

二进制数、十进制数

工业生产过程的闭环控制
由于DAC1208是12位数据总线，对于8088CPU8位 数据总线，需分两次从CPU送出。 所以，DAC1208与8088CPU总线连接，只可连接成 双缓冲器方式。 数据的操作必须分为3步进行，首先将高8位数据写入8 位输入锁存器，然后将低4位数据写入4位输入锁存器，最 后将12位数据从输入锁存器中写入12位DAC寄存器，将12 位转换数据送往DAC1208接口电路进行D/A转换。
6.2.3 典型D/A转换器
一、8位D/A转换器DAC0832 特性： 8位电流输出型D/A转换器 T型电阻网络 差动输出
（一）DAC0832内部结构
8 位 输入 13 ～16 寄存 器 4～ 7 8 位 DAC ～ 寄存 器 LE2 8 位 D/A 转换 器 Rfb 8 V REF 12 IOUT2 11 IOUT1 9 3
一个连接实例（用查询方式）
ADC0809
D7-D0 D0
D7-D0
IN0
模拟信号输入
EOC A15-A0 IOR IOW
译 码 器
OE START ALE ADDC ADDB ADDA
进行一次A/D转换的程序(以上图为例)

用查询EOC状态的方法
…… MOV DX, start_port OUT DX, AL ;启动转换 LL: MOV DX, eoc_port IN AL, DX ;读入EOC状态 AND AL, 01H ;测试第0位(EOC状态位) JZ LL ;未转换完，则循环检测 MOV DX, oe_port IN AL, DX ;读入结果 ……
2. 单缓冲方式
使输入锁存 器或DAC寄存器 二者之一处于直 通。CPU只需一 次写入即开始转 换。控制比较简 单。
3. 直通方式
使内部的两个寄存器都处于直通状态。模拟 输出始终跟随输入变化。 DAC0832数据线不能直接与数据总线连接， 需外加并行接口(如74LS373、8255等)。
（三）DAC0832的输出电路
ADC0809内部结构
START EOC CLK OE