3.2数模转换器DACppt课件

1、 微机闭环控制系统微机闭环控制系统第第8章章 模拟接口模拟接口8.1 模拟接口概述模拟接口概述8.2 数数/模转换器模转换器DAC0832及其接口及其接口8.3 模模/数转换器数转换器ADC0809及其接口及其接口一、模拟量一、模拟量1 1、定义：、定义： 自然界中在时间和数值上都连续变化的自然界中在时间和数值上都连续变化的物理量，称为模拟量。物理量，称为模拟量。 如：连续变化的温度、速度、流量、压力、如：连续变化的温度、速度、流量、压力、 时间、电压、电流等等。时间、电压、电流等等。 连续变化：只要量具精度足够，其测量值连续变化：只要量具精度足够，其测量值 是无穷小数。如测量时间。是无穷小数

2、。如测量时间。2 2、分类：、分类： 电学模拟量：电压、电流电学模拟量：电压、电流 非电学模拟量：电压、电流之外的温度等等非电学模拟量：电压、电流之外的温度等等非电学模拟量非电学模拟量 电学模拟量电学模拟量执行电路执行电路传感器传感器v8.1 模拟接口概述模拟接口概述3 3、模拟量转换、模拟量转换二、二、 模拟接口模拟接口1、定义、定义: 实现模拟量与数字量之间相互转换的部件。实现模拟量与数字量之间相互转换的部件。2、分类：、分类： A/D转换器转换器:将模拟电压将模拟电压(电流电流)数字化的器件。数字化的器件。 D/A转换器转换器:将数字电压将数字电压(电流电流)模拟化的器件。模拟化的器件。

3、3、实际的微机控制系统、实际的微机控制系统 量程放大器把微弱的传感器信号量程放大器把微弱的传感器信号( (通常为毫伏或微伏级通常为毫伏或微伏级) )放大到放大到 A/DA/D转换器所需的量程范围。转换器所需的量程范围。低通滤波器用来降低噪声低通滤波器用来降低噪声, ,滤去不必要的干扰滤去不必要的干扰, ,以增加信噪比。以增加信噪比。多路开关可以使多个模拟信号共用一个多路开关可以使多个模拟信号共用一个A/DA/D转换器。转换器。三、采样三、采样- -保持电路保持电路（1 1采样跟踪：在采样脉冲期间应尽可能快地接受输入信号，采样跟踪：在采样脉冲期间应尽可能快地接受输入信号，使输出和输入信号相一致。

4、使输出和输入信号相一致。（2 2坚持：把采样结束瞬间的输入信号保持下来，使输出和坚持：把采样结束瞬间的输入信号保持下来，使输出和保持的信号一致。保持的信号一致。1 1、作用、作用: :在时间连续变化的输入模拟量在时间连续变化的输入模拟量, , 转换成时间上离散、转换成时间上离散、且与输入信号完全一致的输出信号，以便给且与输入信号完全一致的输出信号，以便给A/DA/D转换器转换。转换器转换。2 2、电路、电路四、四、A/DA/D转换转换 采样后数值上的模拟信号，成为数值上的数字信采样后数值上的模拟信号，成为数值上的数字信号的过程称为量化。号的过程称为量化。 A/DA/D转换就是对采样后转换就是对

5、采样后的信号，数值上量化的过程。的信号，数值上量化的过程。 D/A D/A转换把数字量转换转换把数字量转换成模拟量的过程。成模拟量的过程。一、基本原理二、技术指标三、DAC0832转换器四、 DAC0832应用例v8.2 数数/模转换器模转换器DAC0832及其接口及其接口数据数据输入输入寄存器寄存器电子电子开关开关T型型网络网络基准基准电压电压数字量数字量输入输入模拟电模拟电压输出压输出芯片内芯片内2 2、转换原理：用输入数字量的各位，通过电子开关去控、转换原理：用输入数字量的各位，通过电子开关去控 制制T T型网络相应位的开与关，经运算放大器实现输入型网络相应位的开与关，经运算放大器实现输

6、入 数字量各位的按权相加，输出与输入数字量相应的模数字量各位的按权相加，输出与输入数字量相应的模 拟电压。拟电压。一、一、 D/AD/A转换原理转换原理1 1、 D/AD/A转换原理框图转换原理框图二二-十进制转换的启发十进制转换的启发1011B=11011B=123 + 023 + 022 + 122 + 121 + 121 + 120 20 按权相加按权相加3 3、按权相加的实现、按权相加的实现 设法使设法使A0, A1 An-2, An-1各电压值为各电压值为:其电流值依次为：其电流值依次为： 经运算放大器实现上述与输入数字量相应的电流值经运算放大器实现上述与输入数字量相应的电流值相加，

7、便可输出一个与输入数字量相应的模拟电压相加，便可输出一个与输入数字量相应的模拟电压V0V0。电子开关电子开关T型网络型网络运算放大器运算放大器输入数字量输入数字量依次代表输入数字量的依次代表输入数字量的A0, A1 An-2, An-1A0, A1 An-2, An-1各位数各位数值。值。二二 、数模转换器的主要技术指标、数模转换器的主要技术指标1 1、分辨率：指、分辨率：指D/AD/A转换器能够转换的二进制数的位数；转换器能够转换的二进制数的位数；2 2、转换时间：指数字量从输入到完成转换、输出达、转换时间：指数字量从输入到完成转换、输出达 到最终值并稳定为止所需的时间；到最终值并稳定为止所

8、需的时间；3 3、精度：指、精度：指D/AD/A转换器实际输出电压与理论值之间转换器实际输出电压与理论值之间 的误差；的误差；4 4、动态范围：、动态范围：D/AD/A转换器输出的最大和最小模拟转换器输出的最大和最小模拟 电压范围。电压范围。1 1、内部结构、内部结构 8位位D/A转换器转换器实际上是一个实际上是一个T型电阻网络型电阻网络,在运在运算放大器配合下完成算放大器配合下完成D/A转换。转换。8位输入寄存器位输入寄存器当当CS=0， ILE=1时时, 若若WR1=0,该寄存器输出随输入而变化该寄存器输出随输入而变化;若若WR1由由0变为变为1, 则则LE1=0: 输入输入数据数据D0D

9、7被锁入该寄存器被锁入该寄存器; 8位位DAC寄存器寄存器当当XFER= WR2=0时时, LE2=1,该该DAC寄存器输出随输入而变化寄存器输出随输入而变化;若若WR2由由0变为变为1, 则则LE2=0: 输输入数据入数据D0D7被锁入该被锁入该DAC寄寄存器存器;三、三、DAC0832DAC0832转换器转换器2 2、引脚图、引脚图CS CS 片选信号，用于芯片寻址；片选信号，用于芯片寻址；WR1, WR2 WR1, WR2 写控制信号；写控制信号； D7D7D0 8D0 8位数据输入；位数据输入； IOUT1,IOUT2IOUT1,IOUT2模拟电流输出端模拟电流输出端; ;VREFVR

10、EF基准电压输入基准电压输入(-10(-10+10V);+10V);Rf b Rf b 反馈电阻引出端；反馈电阻引出端；XFER XFER 通道控制信号通道控制信号; ;AGND AGND 模拟地；模拟地；DGNDmDGNDm数字地。数字地。ILE 8ILE 8位数据锁存控制信号；位数据锁存控制信号； 采用了二次缓冲输入数据方式采用了二次缓冲输入数据方式: :输入寄存器及输入寄存器及DACDAC寄寄存器。可以在输出的同时采集下一个数字量，以提高转存器。可以在输出的同时采集下一个数字量，以提高转换速度。可用于需要同时输出多个参数的模拟量系统。换速度。可用于需要同时输出多个参数的模拟量系统。3 3

11、、DAC0832DAC0832的工作方式的工作方式 双缓冲器方式：如前所述，输入数据寄存器用于双缓冲器方式：如前所述，输入数据寄存器用于数据采集，数据采集，DACDAC寄存器用于寄存器用于D/AD/A转换的数据锁存。特转换的数据锁存。特点：转换速度快，但控制电路复杂。点：转换速度快，但控制电路复杂。多片多路方式：各路数据分别锁入各自的输入数据多片多路方式：各路数据分别锁入各自的输入数据寄存器中，然后在所有寄存器中，然后在所有XFERXFER和和WR2WR2端同时加一个负端同时加一个负脉冲，在该负脉冲的后沿，各路数据同时被锁入各自脉冲，在该负脉冲的后沿，各路数据同时被锁入各自的的DACDAC寄存

12、器中，从而实现多片同时转换输出。寄存器中，从而实现多片同时转换输出。单缓冲器方式：单缓冲器方式：XFERXFER和和WR2WR2接地接地(LE2=1), DAC(LE2=1), DAC寄存寄存器作为数据通道，输入数据寄存器完成数据采集和器作为数据通道，输入数据寄存器完成数据采集和D/AD/A转换的数据锁存。特点：转换速度慢，但控制电转换的数据锁存。特点：转换速度慢，但控制电路简单常用方式）。路简单常用方式）。4 4、DAC0832DAC0832的输出连接方式的输出连接方式单极性输出：输出的电压极性是单一的。单极性输出：输出的电压极性是单一的。双极性输出：双极性输出：输出的电压极性有正有负。输出

13、的电压极性有正有负。当当U1=0U1=05V5V时，时， Uout=-5V Uout=-5V 5V5V注意：注意：AGND与与DGNDAGND模拟地，接于模拟系统的地线，如模拟地，接于模拟系统的地线，如运运放等；放等；DGND数字地，接于数字系统的地线，如数字地，接于数字系统的地线，如CPU、寄存器等。、寄存器等。 模拟和数字芯片分别供电，模拟地和数字模拟和数字芯片分别供电，模拟地和数字地分地分开，整个系统中只有一个共地点。避免串扰！开，整个系统中只有一个共地点。避免串扰！CPU数字电路A/D运放运放模拟电路模拟电路模拟地与数字地的连接方法模拟地与数字地的连接方法四、四、 DAC0832DAC0832应用例应用例1 1、DAC0832DAC0832和和CPUCPU的连接的连接 P270 P270 地址地址92H92H译码作：译码作： CSCS、WR1WR1IORQIORQ、WRWR全低输出：全低输出： XFER XFER、WR2WR2数据线：数据线：D0D0D7D7由于由于XFERXFER和和WR2WR2接地接地, , 片内片内DACDAC寄存器为数据寄存器为数据 直接通道；直接通道；由于由于ILEILE接接+5V, +5V, 当地址当地址选通后，选通后，IOWIOW信号可直接信号可直接控制转换控制转换; ; 地址选通：地址选通：00 1111 1000B 0 F 8 H