任务 简易数字波形发生器

1、任务 简易数字波形发生器第1页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日任务9-1 简易数字波形发生器任务描述：通过P2口线控制外接的DAC0808产生2Hz的三角波，初始相位为0，单极性，峰值电压4.88V。 可采用定时器0工作在方式1，分别采用中断方式编程；或采用软件延时来实现。拓展：用DAC0808输出鱼形图案并在ASF高级仿真图上观测数字量与模拟量信号。第2页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日上机训练图例第3页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日上机仿真训练结果示例第4页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日1.D/A转

2、换器转换机理 2.DAC的连接特性3.DAC的主要性能指标 4.DAC0832结构、特性及应用5.DAC0832与80C51单片机的接口6.PROTEUS中的DAC0808简介7.基于DAC0808的扩展仿真训练任务9-1知识点：第5页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日1 D/A转换器转换机理 型电阻网络D/A转换器 第6页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日 输出电压的大小与数字量具有对应的关系第7页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日2 DAC的连接特性 输出模拟量的类型：电压型（慢）、电流型（快） 输入缓冲能力：是否外加数据锁存器，

3、例DAC0808和DAC0832和MCU的接口不同 输入数据的宽度（分辨率）：与系统数据总线宽 度比较（8位/12位/16位）数据输入次数 输入数据码制：二进制、BCD码 输出模拟量的极性：单极性、双极性第8页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（常为电压）的变化量。它反映了输出模拟量的最小变化值。分辨率与输入数字量的位数有确定关系，可以表示成FS/2n。FS表示满量程输入值，n为二进制位数。对于5V的满量程，采用位的DAC时，分辨率为5V/25619.5mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/40

4、961.22mV。显然，位数越多分辨率就越高。分辨率也可用百分比表示。如位DAC的百分比分辨率为0.4%；10位DAC的百分比分辨率为0.1%。3 DAC的主要性能指标 分辨率第9页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日 建立时间（转换时间）从输入数字量到转换结束，输出达到最终值并稳定（终值误差1/2LSB）所需的时间。电流型快（几百ns几s），电压型慢。例：DAC0808建立时间约150ns，DAC0832为1us。 精度 精度是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差； 绝对精度是由DAC的增益误差（当输入数码为全1时，实际输出值与理想

5、输出值之差）、零点误差（数码输入为全时，DAC的非零输出值）、非线性误差和噪声等引起的。绝对精度（即最大误差）应小于1个LSB； 精度不等于分辨率。第10页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日 线性度 线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。 常以相对于满量程的百分数表示。如是指实际输出值与理论值之差在满刻度的以内。VFS2n模拟量数字量理想曲线实际曲线1实际曲线2线性误差最大第11页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日4 DAC0832的结构、特性及应用 DAC0832芯片简介 DAC0832,位D/A转换器，片内有输入数据

6、寄存器，可直接与单片机接口。以电流形式输出，可外接运算放大器。属于该系列的芯片还有DAC0830、DAC0831，它们可以相互代换。DAC0832主要特性：分辨率位；电流建立时间S；数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式；输出电流线性度可在满量程下调节；逻辑电平输入与TTL电平兼容；单一电源供电（5V15V）；低功耗，20m。 第12页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日 DAC0832芯片的逻辑结构第13页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日 DAC0832的应用单极性电压输出第14页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日 DAC0832的

7、应用双极性电压输出第15页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日 DAC0832的应用程控电压放大器图中VREF用VO代替，VO用VI代替第16页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日5 DAC0832与80C51单片机的接口 单缓冲工作方式 此方式适用于只有一路模拟量输出，或有几路模拟量输出但并不要求同步的系统。 第17页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日 双缓冲工作方式 多路D/A转换输出，如果要求同步进行，就应该采用双缓冲器同步方式。第18页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日6 PROTEUS中的DAC0808简介A

8、1A8:8位并行数据输入端（A1为最高位，A8为最低位） IOUT:电流输出端（实际为灌电流） 注：其余引脚通常可按芯片数据文件中的典型应用连接 第19页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日输出灌电流计算：第20页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日注：14引脚的外接电阻R14=5k时，补偿电容一般为0.1uF。第21页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日典型电路结构：PROTUES+DAC0808+OPAMP注：DAC0808的GND接地端和VCC电源端在proteus中已隐藏第22页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日

9、课程内训练例1：按下K1-K8，输出8挡电压 第23页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日课程内训练例1：参考程序 #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid delay(uint x)uchar i;while(x-)for(i=0;i120;i+);void main()P0=0X00;while(1)if(P3=0XFE)P0=0; if(P3=0XFD)P0=35; if(P3=0XFB)P0=70; if(P3=0XF7)P0=105; if(P3=0XEF)P0=140; if

10、(P3=0XDF)P0=175; if(P3=0XBF)P0=210; if(P3=0X7F)P0=255; delay(2);第24页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日课程内训练例2：输出255等分正弦电压波形 #include “reg51.h”#include math.h#define Cangle 3.14/180.0void main(void ) char di=0,i=0; double ds=0.0;while(1) for(di=0;di255;di+) ds=255*sin(di*Cangle); i=ds; P2=i； for(i=0;i20;i+)

11、 ;注：这个网上下的例程可行吗？试修改程序完成正弦波输出第25页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日7 基于DAC0808的扩展仿真训练 训练项目DAC0808输出鱼形图案及ASF应用扩展训练图例：要求采用定时器0且工作在中断方式。第26页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日按照图示选择示波器。基本设计思路：鱼形图案的数字量化和查表输出。注意：示波器存在不能有效触发BUG，建议捕捉DAC 输出时采用图形仿真模式。方法是：（1）放置一个电压探针（Voltageprobe）；（2）拖放一个AnalogueAnalysis 仿真图表；（3）将（1）拖放至（2）上，

12、建立关联；（4）简单编辑上述两个添加元件的参数；（5）按space 键启动图形仿真。第27页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日鱼形图案的量化数据（参考数据，可自行修改）。table:db 100,118,76,142,60,157,46,170db 110,27db 186,17,193,11,197,7,200,3,198,2db 197,0,194,3,188,16,174,25db 166,37,156,50,145,60,137,67,128,73db 122,75,124,65,129,54,136,46,145,40第28页，共41页，2022年，5月20日，1

13、4点5分，星期日最终要求的波形输出。第29页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日ASF应用结果示例。第30页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日按图示选择混合数模仿真MIXED。第31页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日在原理图空白处画框（画MIXED外轮廓）。第32页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日按图示选择电压探针并放置探针。第33页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日选择电压探针并放置模拟量探针。第34页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日MIXED属性编辑窗口（右键点击出现）。第35页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日设置信号追踪起止时间。第36页，共41页，2022年，5月20日，14点5分，星期日添加需要观察的模拟量信号。第