模拟量输出通道

1、2.4 2.4 模拟量输出通道模拟量输出通道本节要点本节要点1.1.模拟量输出通道的一般结构模拟量输出通道的一般结构 2.2.8 8位位D/AD/A转换器转换器DAC0832DAC0832的原理及其接口电路的原理及其接口电路 3. 3. D/AD/A转换器的输出方式及其输出电路转换器的输出方式及其输出电路 引引 言言v 在计算机控制系统中，把输入各种通道的信号在计算机控制系统中，把输入各种通道的信号传送给计算机，通过计算机运算和处理后，将结传送给计算机，通过计算机运算和处理后，将结果输出给执行机构，以控制被控对象产生相应的果输出给执行机构，以控制被控对象产生相应的操作。但由于计算机输出的是数字

2、量，而执行机操作。但由于计算机输出的是数字量，而执行机构往往要求模拟量输入，这就需要有相应的环节构往往要求模拟量输入，这就需要有相应的环节把数字量转换成适合于执行机构的模拟量，实现把数字量转换成适合于执行机构的模拟量，实现这一功能的环节就是模拟量输出通道。模拟量输这一功能的环节就是模拟量输出通道。模拟量输出通道的任务出通道的任务-把计算机处理后的数字量信号转把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。器，从而达到控制的目的。 一、模拟量输出通道的一般结构一、模拟量输出通道的一般结构 模拟量输出通道模拟量

3、输出通道( (称为称为D/AD/A通道或通道或AOAO通道通道) )构成构成-一般是由接口电路、数一般是由接口电路、数/ /模转换器模转换器( (简称简称D/AD/A或或DAC)DAC)和放大和放大/ /变换电路等组成变换电路等组成; ; 电路结构电路结构各通道自备各通道自备D/A D/A 转换器形式（图转换器形式（图2.4-1(a)2.4-1(a)）和各通道共用）和各通道共用D/AD/A转换器形式。转换器形式。（图中（图中2.4-1(b)2.4-1(b)） 图 2.4-1接口电路通道1通道nD/AD/AV/IV/I(a) 自备D/A结构PC总线特点：特点：1、一路输出通道使用一个一路输出通道

4、使用一个D/A转换器转换器 2 2、 D/A转换器芯片内部一般都带有数据锁存器转换器芯片内部一般都带有数据锁存器 3 3、 D/A转换器具有数字信号转换模拟信号、信号保持作用转换器具有数字信号转换模拟信号、信号保持作用 4 4、 结构简单，转换速度快，工作可靠，精度较高、通道独立结构简单，转换速度快，工作可靠，精度较高、通道独立 5 5、 缺点是所需缺点是所需D/A转换器芯片较多转换器芯片较多接口电路通道 1通道nD/AV/IV/I多路开关采样保持器采样保持器（b）共享D/A结构PC总线图 2.4-1特点：特点：1、多路输出通道共用一个多路输出通道共用一个D/A转换器转换器 2 2、每一路通道

5、都配有一个采样保持放大器、每一路通道都配有一个采样保持放大器 3 3、 D/A转换器只起数字到模拟信号的转换作用转换器只起数字到模拟信号的转换作用 4 4、采样保持器实现模拟信号保持功能、采样保持器实现模拟信号保持功能 5 5、节省、节省D/A转换器，转换器，但电路复杂，精度差，可靠但电路复杂，精度差，可靠低、占用主低、占用主机时间机时间 二、二、 D/AD/A转换器及其与转换器及其与CPUCPU的接口的接口 1 1D/AD/A转换器的性能指标转换器的性能指标 D/AD/A转换器性能指标是衡量芯片质量的重转换器性能指标是衡量芯片质量的重要参数，也是选用要参数，也是选用D/AD/A芯片型号的依据

6、。主芯片型号的依据。主要性能指标有：要性能指标有： （1 1）分辨率）分辨率 （2 2）转换精度）转换精度 （3 3）偏移量误差）偏移量误差 （4 4）稳定时间）稳定时间（1 1）分辨率）分辨率 分辨率分辨率-是指是指 D/A D/A 转换器能分辨的最小输出模转换器能分辨的最小输出模拟增量，即当输入数字发生单位数码变化时所对应拟增量，即当输入数字发生单位数码变化时所对应输出模拟量的变化量，它取决于能转换的二进制位输出模拟量的变化量，它取决于能转换的二进制位数，数字量位数越多，分辨率也就越高数，数字量位数越多，分辨率也就越高 。其分辨。其分辨率与二进制位数率与二进制位数n n呈下列关系：呈下列关

7、系：分辨率分辨率 = = 满刻度值满刻度值/ /（2 2n n-1-1）= =V VREF REF / 2/ 2n n（2 2）转换精度）转换精度 转换精度转换精度-是指转换后所得的实际值和理论值是指转换后所得的实际值和理论值的接近程度。它和分辨率是两个不同的概念。例的接近程度。它和分辨率是两个不同的概念。例如，满量程时的理论输出值为如，满量程时的理论输出值为10V10V，实际输出值是，实际输出值是在在9.99V10.01V9.99V10.01V之间，其转换精度为之间，其转换精度为10mV10mV。对。对于分辨率很高的于分辨率很高的D/AD/A转换器并不一定具有很高的精转换器并不一定具有很高的

8、精度。度。 （3 3）偏移量误差）偏移量误差 偏移量误差偏移量误差-是指输入数字量时，是指输入数字量时，输出模拟量对于零的偏移值。此误差输出模拟量对于零的偏移值。此误差可通过可通过D/AD/A转换器的外接转换器的外接V VREFREF和电位器和电位器加以调整。加以调整。（4）稳定时间 稳定时间稳定时间-是描述是描述D/AD/A转换速度快慢的一个参数，指转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出模拟量达到终值误差从输入数字量变化到输出模拟量达到终值误差1/2LSB1/2LSB时时所需的时间。显然，稳定时间越大，转换速度越低。对所需的时间。显然，稳定时间越大，转换速度越低。对于输出是电流的于

9、输出是电流的D/AD/A转换器来说，稳定时间是很快的，转换器来说，稳定时间是很快的，约几微秒，而输出是电压的约几微秒，而输出是电压的D/AD/A转换器，其稳定时间主转换器，其稳定时间主要取决于运算放大器的响应时间。要取决于运算放大器的响应时间。2 82 8位位DAC0832DAC0832芯片芯片 DAC0832 DAC0832性能性能一个一个8 8位位D/AD/A转换器转换器电流输出方式电流输出方式稳定时间为稳定时间为1s1s采用采用2020脚双立直插式封装脚双立直插式封装同系列芯片还有同系列芯片还有 DAC0830DAC0830、DAC0831DAC0831 （2 2） DAC0832DAC

10、0832工作原理工作原理(M SB )7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0ID(L SB )IL EC S1RW2RWX F E R当当 L E =1时时 , ,输输 出出 数数据据 随随 输输 入入 变变 化化 。L E 2FERV1TUOI2TUOIRf bA G N DD G N DCCVDQDQDQDQ 8位位 输输 入入寄寄 存存 器器 8位 D A C寄 存 器 8位 D A C转转 换换 器器图 3-3 D A C 0832原 理 框 图 及 引 脚当当 L E =0时时 , ,输输 出出 数数据据 被被 锁锁 存存 。L E 1CSWR1AGNDD7D6D0D1D2D3

11、D4D5VREFRfDGNDVccILEWR2XFERIout2Iout1DAC08321109876543220141516171819131211 DAC0832DAC0832的原理框图及引脚如图的原理框图及引脚如图2-32-3所示。所示。DAC0832DAC0832主要由主要由8 8位输入寄存器、位输入寄存器、8 8位位DACDAC寄存器、寄存器、8 8位位D/AD/A转换器以及输入控制电路四部分组成。转换器以及输入控制电路四部分组成。8 8 位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由加以控制；使输入数字量得到缓冲和锁存，由

12、加以控制；8 8位位DACDAC寄存器用于存放待转换的数字量，加以寄存器用于存放待转换的数字量，加以控制；控制；8 8位位D/AD/A转换器输出与数字量成正比的模转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制来控制2 2个寄存器的选通或锁存状态。个寄存器的选通或锁存状态。DIDI0 0DIDI7 7：数据输入线，其中：数据输入线，其中DIDI0 0为最低有效位为最低有效位LSB LSB ，DIDI7 7为为 最高最高有效位有效位MSBMSB。CSCS：片选信号，和：片选信号，和ILEILE共同对共同对WR1WR1能否起作用进行

13、控制，输入线，能否起作用进行控制，输入线，低电平有效。低电平有效。WR1WR1：写信号：写信号1 1，将数据输入并锁存在输入寄存器中输入线，低电，将数据输入并锁存在输入寄存器中输入线，低电平有效。平有效。WR2WR2：写信号：写信号2 2，将锁存于输入寄存器的数字传递到，将锁存于输入寄存器的数字传递到DACDAC寄存器，寄存器，XFERXFER必须同时有效。必须同时有效。 （3 3） DAC0832DAC0832管脚功能管脚功能ILEILE：输入允许锁存信号，输入线，高电平有效：输入允许锁存信号，输入线，高电平有效 当当ILEILE、 CSCS和和WR1WR1同时有效时，同时有效时，8 8位输

14、入寄存器端为高电位输入寄存器端为高电平平“1”1”，此时寄存器的输出端，此时寄存器的输出端Q Q跟随输入端跟随输入端D D的电平的电平变化；反之，当端为低电平变化；反之，当端为低电平“0”0”时，原时，原D D 端输入数端输入数据被锁存于据被锁存于Q Q端，在此期间端，在此期间D D端电平的变化不影响端电平的变化不影响Q Q端。端。 XFER (Transfer Control Signal):XFER (Transfer Control Signal):传送控制信号，传送控制信号，输入线，低电平有效。输入线，低电平有效。V VREFREF：基准电压源端，输入线，：基准电压源端，输入线， 10

15、 VDC 10 VDC 10 VDC10 VDC。V VCCCC：工作电压源端，输入线，：工作电压源端，输入线， 5 VDC 5 VDC 15 VDC15 VDC。 I IOUT1OUT1：DACDAC电流输出端电流输出端1 1，DACDAC寄存器全为寄存器全为1 1时，输出电流时，输出电流最大，为最大，为0 0时输出电流为时输出电流为0 0。一般作为运算放大。一般作为运算放大器差动输入信号之一。器差动输入信号之一。I IOUT2OUT2：DACDAC电流输出端电流输出端2 2，I IOUT2OUT2 = =常数常数- I- IOUT1OUT1 ，所以和，所以和I IOUT1OUT1构成互补输

16、入关系，一般作为运算放大器另一构成互补输入关系，一般作为运算放大器另一个差动输入信号。个差动输入信号。 R Rfbfb：反馈电阻，固化在芯片内的反馈电阻连接端，作为：反馈电阻，固化在芯片内的反馈电阻连接端，作为外部运算放大器的分路反馈电阻，为外部运算放大器的分路反馈电阻，为DACDAC提供电提供电压输出，用于连接运算放大器的输出端。压输出，用于连接运算放大器的输出端。 ( (2)2)DAC0832输出方式输出方式 多数多数D/AD/A转换芯片输出的是弱电流信号，要驱转换芯片输出的是弱电流信号，要驱动后面的自动化装置，需在电流输出端外接运算动后面的自动化装置，需在电流输出端外接运算放大器。根据不

17、同控制系统自动化装置需求的不放大器。根据不同控制系统自动化装置需求的不同，输出方式可以分为电压输出、电流输出以及同，输出方式可以分为电压输出、电流输出以及自动自动/ /手动切换输出等多种方式。手动切换输出等多种方式。 电压输出方式电压输出方式 由于系统要求不同，电压输出方式又由于系统要求不同，电压输出方式又可分为单极性输出和双极性输出两种形式。可分为单极性输出和双极性输出两种形式。下面下面以以8 8位的位的DAC0832DAC0832芯片为例作一说明。芯片为例作一说明。 1 1DAC单极性输出单极性输出 256REFOUTVBV001166772222 DDDDB式中：式中：V VREFREF

18、/256/256是常数是常数 显然，显然，V VOUTOUT和和 B B 成正比关系，输入数字量成正比关系，输入数字量 B B 为为 00H 00H 时，时，V VOUTOUT也为也为 0 0 ；输入数字量；输入数字量 B B 为为FFHFFH即即255255时，时，V VOUTOUT 为与为与 V VREFREF 极性相反的最大值极性相反的最大值。 DACDAC单极性输出方式如图单极性输出方式如图 2.2-7 2.2-7 所示，由式可得输出电压所示，由式可得输出电压V VOUTOUT的单极性输出表达式为：的单极性输出表达式为：2 2DACDAC双极性输出方式双极性输出方式 DAC DAC双极

19、性输出方式如图双极性输出方式如图 2.2-8 2.2-8 所示。所示。A A1 1 和和 A A2 2 为运算放大器，为运算放大器，A A点为虚地，故可得：点为虚地，故可得： 解上述方程可得双极性输出表达式：解上述方程可得双极性输出表达式： 0321III256REF1OUTVBVRVI2REF1RVI22OUT2RVIOUT13( (2.2-3) )图中运放图中运放 A A2 2 的作用是将运放的作用是将运放 A A1 1 的单向输出变的单向输出变为双向输出。当输入数字量小于为双向输出。当输入数字量小于 80 H80 H即即128128时，时，输出模拟电压为负；当输入数字量大于输出模拟电压为

20、负；当输入数字量大于 80 H80 H即即128128时，输出模拟电压为正。其它时，输出模拟电压为正。其它n n位位D/AD/A转换器转换器的输出电路与的输出电路与DAC0832 DAC0832 相同，计算表达式中只相同，计算表达式中只要把要把 2 28-18-1改为改为2 2n n-1-1即可。即可。 18REF18OUT22)2(VBV12B1 -8REFOUT2VV或或 电流输出方式电流输出方式 因为电流信号易于远距离传送，且不易受干扰，特别是因为电流信号易于远距离传送，且不易受干扰，特别是在过程控制系统中，自动化仪表只接收电流信号，所以在在过程控制系统中，自动化仪表只接收电流信号，所以

21、在微机控制输出通道中常以电流信号来传送信息，这就需要微机控制输出通道中常以电流信号来传送信息，这就需要将电压信号再转换成电流信号，完成电流输出方式的电路将电压信号再转换成电流信号，完成电流输出方式的电路称为称为V/IV/I变换电路。变换电路。电流输出方式电流输出方式一般有两种形式：一般有两种形式： 1 1普通运放普通运放V/IV/I变换电路变换电路 2 2集成转换器集成转换器V/IV/I变换电路变换电路 1 1普通运放普通运放V/IV/I变换电路变换电路 （1 1）0 10 mA0 10 mA的输出的输出 +-Vin010 VAT1T2I0Vf+ +VsR1R2R3R4R5R6RfRL图图 2

22、.2-9 0 10 V/ 010 mA的变换电路的变换电路 图图2.2-92.2-9为为010 V/010 mA010 V/010 mA的变换电路，由运放的变换电路，由运放A A和三极管和三极管T T1 1、T T2 2组成，组成，R R1 1 和和 R R2 2是输入电阻，是输入电阻，R Rf f 是反馈电阻，是反馈电阻，R RL L是负载的等效电阻。输入电压是负载的等效电阻。输入电压V Vinin 经输入经输入电阻进入运算放大器电阻进入运算放大器A A，放大后进入三极管，放大后进入三极管T T1 1、T T2 2。由于。由于T T2 2射极接有反馈电阻射极接有反馈电阻R R f f，得到反

23、馈电压得到反馈电压V Vf f加至输入端，形成运放加至输入端，形成运放A A的差动输入信号。该变换电路由于具的差动输入信号。该变换电路由于具有较强的电流反馈，所以有较好的恒流性能。有较强的电流反馈，所以有较好的恒流性能。 输入电压输入电压 V Vinin 和输出电流和输出电流 I Io o 之间关系如下：之间关系如下： 若若 R R3 3、R R4 4R Rf f、R RL L，可以认为，可以认为 I Io o 全部流经全部流经 R Rf f，由此可得，由此可得: : V V V VininR R4 4/ /（R R1 1R R4 4）I Io oR RL LR R1 1 / /（R R1 1

24、R R4 4） V V I Io o（R Rf fR RL L）R R2 2 / /（R R2 2R R3 3） 对于运放，对于运放，有有V V V V，则，则 V VininR R4 4/ /（R R1 1R R4 4）I Io oR RL LR R1 1 / /（R R1 1R R4 4）= I= Io o（R Rf fR RL L）R R2 2 / /（R R2 2R R3 3） 若取若取R R1 1 = R= R2 2 ，R R3 3 = R= R4 4，则由上式整理可得，则由上式整理可得 I Io o = V = VininR R3 3 / /（R R1 1R Rf f ） （3-6

25、3-6） 可以看出，输出电流可以看出，输出电流 I Io o 和输人电压和输人电压 V Vinin 呈线性对应的单值呈线性对应的单值函数关系。函数关系。 R R3 3 / /（R R1 1R Rf f）为一常教，与其他参数无关。）为一常教，与其他参数无关。 若取若取V Vinin 0 010 V10 V，R R1 1 = R= R2 2 = 100 k= 100 k，R R3 3 = R= R4 4 =20 k =20 k，R Rf f 200 200 ，则输出电流，则输出电流I Io o = 0 10 mA= 0 10 mA。（2 2） 4 20 mA4 20 mA的输出的输出 图2.2.2

26、-10为1 5 V/ 4 20 mA的变换电路，两个运放A1、A2均接成射极输出形式。+-A1+-A2T2T1T3Vin15VR1R2RfRLR3CIfI2I0I1V1V2+Vs图图 2.2-10 15V/420mA的变换电路的变换电路V3 在稳定工作时在稳定工作时 Vin V1; 所以所以 I1 = V1 /R1 = Vin /R1 又因为又因为 I1 I2 所以所以 Vin /R1 = I2 =（VS - V2 ）/ R2 即即 V2 =VS - VinR2/ R1在稳定状态下在稳定状态下，V2 V3，If Io， 故故 Io If =（VS - V3 ）/ Rf = （VS - V2 ）

27、/ Rf 将上式代入得将上式代入得 Io = （VS - VS + VinR2/ R1）/ Rf = VinR2/（R1Rf）（）（3-7） 其中其中 R R1 1 、R R2 2 、R Rf f 均为精密电阻，所以输出电流均为精密电阻，所以输出电流 I Io o 线性比线性比例于输入电压例于输入电压V Vinin，且与负载无关，接近于恒流。，且与负载无关，接近于恒流。 若若R1 =5 k，R2 =2 k，R3 =100 ，当当 Vin =15 V 时时输出电输出电流流Io = 420 mA。2 2集成转换器集成转换器V/IV/I变换电路变换电路 图图2.2-112.2-11是集成是集成V/I

28、V/I转换器转换器ZF2B20ZF2B20的引脚图，采用单的引脚图，采用单正电源供电，电源电压范围为正电源供电，电源电压范围为101032V32V，ZF2B20ZF2B20的输入电的输入电阻为阻为10K10K，动态响应时间小于，动态响应时间小于25S25S，非线性小于土，非线性小于土 0.0250.025。 图图2.2-11 2.2-11 集成集成V/IV/I转换器转换器ZF2B20ZF2B20的引脚图的引脚图 通过通过ZF2B20ZF2B20可以产生一个与输入电压成比例的输出电流，其可以产生一个与输入电压成比例的输出电流，其输入电压范围是输入电压范围是0 010V10V，输出电流是，输出电流

29、是4 420mA20mA。它的特点是低漂移，。它的特点是低漂移，在工作温度为在工作温度为-25-258585范围内，最大温漂为范围内，最大温漂为0.0050.005/。利用。利用 ZF2B20ZF2B20实现实现V/IV/I转换的电路非常简单，转换的电路非常简单，图图2.2-122.2-12（a a）所示电路）所示电路是一是一种带初值校准的种带初值校准的0 010V10V到到4 420mA20mA的转换电路；的转换电路；图图2.2-122.2-12（b b）则是则是一种带满度校准的一种带满度校准的0 010V10V到到0 010mA10mA的转换电路。的转换电路。 自动自动/ /手动输出方式手

30、动输出方式 如图如图2-132-13所示，是在普通运放所示，是在普通运放V/IV/I变换电路的基础上，增变换电路的基础上，增加了自、手动切换开关加了自、手动切换开关K K1 1、K K2 2、K K3 3和手动增减电路与输出跟和手动增减电路与输出跟踪电路。踪电路。图图 2.2-13 带自动带自动/手动切换的手动切换的V/I变换电路变换电路 1 1自动自动/ /手动状态下的手动状态下的V/IV/I变换变换（1 1）当开关处于自动（）当开关处于自动（A A）状态时，运放）状态时，运放A A2 2与与A A1 1接通，形成一个接通，形成一个电压比较型跟随器。电压比较型跟随器。当当V Vf f V V

31、i i时，电路能自动地使输出电流增大时，电路能自动地使输出电流增大或减小，最终使或减小，最终使V Vf f = =V Vi i，于是有，于是有 I IL L= =V Vi i/ /（R R9 9+ +W W） （2-62-6） 从上式可以看出，只要电阻从上式可以看出，只要电阻R R9 9、W W稳定性稳定性好，好，A A1 1、A A2 2具有较好的增益，具有较好的增益，该电路就有较高的线性精度。当该电路就有较高的线性精度。当R R9 9+ +W W500500或或250250时，输出电流时，输出电流I IL L就以就以 0 010mA10mA或或4 420mA20mA的直流电流信号线性地对应

32、的直流电流信号线性地对应V Vi i的的0 05V5V或或1 15V5V的直流电压信号。的直流电压信号。 （2 2）当开关处于手动（）当开关处于手动（H H）状态时，此时运）状态时，此时运放放A A2 2与与A A1 1断开，成为断开，成为一个保持型反相积分器。一个保持型反相积分器。当按下当按下“增增”按钮时，按钮时，V V2 2以一定的速率以一定的速率上升，从而使上升，从而使I IL L也以同样的速率上升；当按下也以同样的速率上升；当按下“减减”按钮按钮时，时，V V2 2以一以一定的速率下降定的速率下降，I IL L也以同样的速率下降。负载也以同样的速率下降。负载R RL L（一般为电动调

33、节阀）（一般为电动调节阀）上的电流上的电流I IL L的升降速率取决于的升降速率取决于R R6 6、R R7 7、C C和电源电压和电源电压E E的大小，而手的大小，而手动操作按钮的时间长短决定输出电流动操作按钮的时间长短决定输出电流I IL L的大小。的大小。 2 2自动自动/ /手动双向无扰动切换手动双向无扰动切换（1 1）自动到手动的切换：）自动到手动的切换：当开关当开关K K1 1、K K2 2、K K3 3都从自动（都从自动（A A）切）切换为手动（换为手动（H H）时，）时，“增增”、“减减”两按钮处于断开状两按钮处于断开状态，运放态，运放A A2 2为一高输入阻抗保持器，则为一高

34、输入阻抗保持器，则A A2 2的输出的输出V V2 2几乎几乎保持不变，从而维持输出电流保持不变，从而维持输出电流I IL L恒定。恒定。（2 2）手动到自动的切换：）手动到自动的切换：在每个控制周期，计算机首先由数在每个控制周期，计算机首先由数字量输入通道（字量输入通道（DIDI）读入开关）读入开关K K2 2的状态，以判断输出电的状态，以判断输出电路是处于手动状态或是自动状态。若是自动状态，则程路是处于手动状态或是自动状态。若是自动状态，则程序执行本回路预先规定的控制运算，输出序执行本回路预先规定的控制运算，输出V Vi i并通过并通过V/IV/I变变换输出电流换输出电流I IL L；若为

35、手动状态，则首先由；若为手动状态，则首先由A/DA/D通道读入通道读入V Vf f并转换为数字信号，然后原封不动地将此数字信号送出，并转换为数字信号，然后原封不动地将此数字信号送出，由由D/AD/A转换为电压信号送至输出电路的输入端转换为电压信号送至输出电路的输入端V Vi i，这样就，这样就使使V Vi i始终与始终与V Vf f相等。相等。 DAC0832DAC0832接口电路接口电路nDAC0832DAC0832与单片机与单片机MCS-51MCS-51有两种基本的接口有两种基本的接口方法：方法： （1 1）单缓冲器接法）单缓冲器接法 （2 2）双缓冲器同步接法）双缓冲器同步接法0832单

36、缓冲器方式单缓冲器方式（1 1）单缓冲器方式接口）单缓冲器方式接口-+OAVout.P0P2.7WR8051D7D0DAC0832+5VVCCILEVREFRfIout1Iout2AGNDDGNDCSXFERWR1WR2若系统中有一路若系统中有一路D/AD/A转换或多路转换但不转换或多路转换但不要求同步时，可采用单缓冲器方式接口，要求同步时，可采用单缓冲器方式接口，如图所示，将如图所示，将ILEILE接接+5V,CS+5V,CS、XFERXFER都与地都与地址线相连，址线相连，WR1WR1，WR2WR2都由都由8031WR8031WR的控制。的控制。当选通当选通08320832后，只要输出后，

37、只要输出WRWR控制信号，控制信号，08320832就能进一步完成数字量的输入锁存就能进一步完成数字量的输入锁存和和D/AD/A转换输出。转换输出。（2 2）双缓冲器方式接口）双缓冲器方式接口A O1A O2+_2 R2 RV o u t.+ 5 VIL EV c cVR E FRfI o ut1I o u t2W R1D I0W R2X F E RC SD I7P0 . 0P0 . 7A L EE A8 0 3 1W R锁存器译码器F F HF E H.D A C 0 8 3 2R. 对于多路对于多路D/AD/A转换接口，要求同步进行转换接口，要求同步进行D/AD/A转换输出时，必须采用双缓

38、冲器同步方式接法，转换输出时，必须采用双缓冲器同步方式接法，使数字量的输入锁存和使数字量的输入锁存和D/AD/A转换输出分两步完转换输出分两步完成，即成，即CPUCPU经数据总线分时向各路经数据总线分时向各路D/AD/A转换器输转换器输入要转换的数字量，并锁存在各路入要转换的数字量，并锁存在各路D/AD/A转换器转换器 的输入寄存器中，然后的输入寄存器中，然后CPUCPU对所有的对所有的D/AD/A转换器转换器发出控制信号，使各个发出控制信号，使各个D/AD/A转换器输入寄存器转换器输入寄存器中的数据同时输入中的数据同时输入DACDAC寄存器，实现多路同步寄存器，实现多路同步转换输出转换输出

39、D/A转换模板 2.2.4.1 2.2.4.1 D/AD/A转换模板的通用性转换模板的通用性 2.2.4.2 D/A2.2.4.2 D/A转换模板的设计举例转换模板的设计举例 三、三、D/A转换模板 1 D/A1 D/A转换模板的通用性转换模板的通用性 为了便于系统设计者的使用，为了便于系统设计者的使用，D/AD/A转换模板应具转换模板应具有通用性，有通用性， 它主要体现在三个方面：它主要体现在三个方面： 1 1符合总线标准符合总线标准 2 2接口地址可选接口地址可选 3 3输出方式可选输出方式可选 （1 1）符合总线标准）符合总线标准 这里的总线是指计算机内部的总线结构这里的总线是指计算机内

40、部的总线结构,D/A ,D/A 转转换模板及其它所有电路模板都应符合统一的总线标换模板及其它所有电路模板都应符合统一的总线标准，以便设计者在组合计算机控制系统硬件时准，以便设计者在组合计算机控制系统硬件时, , 只只需往总线插槽上插上选用的功能模板而无需连线，需往总线插槽上插上选用的功能模板而无需连线，十分方便灵活。例如，十分方便灵活。例如，STDSTD总线标准规定模板尺寸为总线标准规定模板尺寸为165165114mm114mm，模板总线引脚共有，模板总线引脚共有5656根，并详细规定根，并详细规定了每只引脚的功能。了每只引脚的功能。（2 2）接口地址可选）接口地址可选 一套控制系统往往需配置

41、多块功能模板，一套控制系统往往需配置多块功能模板，或者同一种功能模板可能被组合在不同的系或者同一种功能模板可能被组合在不同的系统中。因此，每块模板应具有接口地址的可统中。因此，每块模板应具有接口地址的可选性。一般接口地址可由基址选性。一般接口地址可由基址( (或称板址或称板址) )和和片址片址( (或称口址或称口址) )组成。组成。 （3）输出方式可选 为了适应不同控制系统对执行器的不同需求，为了适应不同控制系统对执行器的不同需求，D/AD/A转换模板往往把各种电压输出和电流输出方式组转换模板往往把各种电压输出和电流输出方式组合在一起，然后通过短接柱来选定某一种输出方式。合在一起，然后通过短接

42、柱来选定某一种输出方式。 一个实际的一个实际的D/AD/A转换模板，供用户选择的输出范转换模板，供用户选择的输出范围常常是：围常常是：05V05V、010V010V、5V5V、010mA010mA、420mA420mA等。等。 2 D/A2 D/A转换模板的设计举例转换模板的设计举例 v 1 1、D/A D/A 转换模板的设计原则转换模板的设计原则v 2 2、D/A D/A 转换模板的设计步骤转换模板的设计步骤v 3 3、8 8路路8 8位位D/AD/A转换模板实例转换模板实例 1 1、D/A D/A 转换模板的设计原则转换模板的设计原则D/A 转换模板设计主要考虑以下几点：(1)(1)安全可

43、靠：尽量选用性能好的元器件，并采用光电隔离安全可靠：尽量选用性能好的元器件，并采用光电隔离技术。技术。(2)(2)性能性能/ /价格比高：既要在性能上达到预定的技术指标，又价格比高：既要在性能上达到预定的技术指标，又要在技术路线、芯片元件上降低成本。要在技术路线、芯片元件上降低成本。 (3)(3)通用性：通用性：D/AD/A转换模板应符合总线标准，其接口地转换模板应符合总线标准，其接口地 址及址及输出方式应具备可选性。输出方式应具备可选性。 2 2、D/A D/A 转换模板的设步骤转换模板的设步骤D/AD/A转换模板的设计步骤是：转换模板的设计步骤是：确定性能指标确定性能指标设计电路原理图设计

44、电路原理图设计和制造印制线路板设计和制造印制线路板最后焊接和调试电路板最后焊接和调试电路板 3 3、8 8路路8 8位位D/AD/A转换模板实例转换模板实例 上图给出了上图给出了8 8路路8 8位位D/AD/A转换模板的结构组成框图转换模板的结构组成框图，它是按照总线接口逻辑、它是按照总线接口逻辑、I/OI/O功能逻辑和功能逻辑和I/OI/O电气接电气接口等三部分布局电子元器件的。图中，总线接口逻口等三部分布局电子元器件的。图中，总线接口逻辑部分主要由数据缓冲与地址译码电路组成，完成辑部分主要由数据缓冲与地址译码电路组成，完成8 8路通道的分别选通与数据传送；路通道的分别选通与数据传送；I/OI/O功能逻辑部分由功能逻辑部分由8 8片片DAC0832DAC0832组成，完成数模转换；而组成，完成数模转换；而I/OI/O电气