第10章微机原理数模转换课件

知识点回顾串行通信接口的编程DAM控制器的编程本节课内容熟悉控制系统掌握D/A转换原理熟悉DAC0832内部结构及控制编程教材290页图10.110.2数/模转换器10.2.1D/A转换器的工作原理D/A转换的基本原理是把数字量的每一位代码按权大小转换成模拟分量，然后根据叠加原理将各代码对应的模拟输出分量相加。D/A转换器的主要部件是电阻开关网络，网络形式有权电阻网络和倒T型电阻网络等。1．权电阻网络D/A转换法电阻值为2iR合上时Si=1，断开时Si=0例如：输入为10000110B（8位A/D转换）则输出为：Vo=-（134/256）Vref特点：D/A转换器的转换精度与基准电压Vref的精度、权电阻和电子开关Si的精度及位数有关。缺点：精密电阻难制造10.2.1D/A转换器的工作原理2.倒T型电阻网络D/A转换法

输出模拟电压Vo与输入的关系为：特点：1.电阻网络只用两种阻值组成；2.各位开关的状态由数据锁存器的对应位决定。10.2.2D/A转换器的主要技术指标

1.分辨率（Resolution）分辨率是指D/A转换器能分辨的最小输出模拟量，取决于输入数字量的二进制位数，通常用数字量的位数来表示。

一个n位的DAC所能分辨的最小电压增量定义为满量程值的2-n倍。如：满量程为10V的8位DAC芯片的分辨率为10V×2-8＝39mV；一个同样量程的16位DAC的分辨率最高达10V×2-16＝153μV。10.2.2D/A转换器的主要技术指标

1.分辨率（Resolution）

2.转换精度（ConversionAccuracy）转换精度是指满量程时DAC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。该误差是由于D/A增益误差、零点误差和噪声等引起的。通常，DAC的转换精度为分辨率的一半，即为LSB/2。LSB是分辨率，是指最低1位数字量变化引起输出电压幅度的变化量。10.2.2D/A转换器的主要技术指标

1.分辨率（Resolution）

2.转换精度（ConversionAccuracy）3.偏移量误差（OffsetError）偏移量误差是指输入数字量为零时，输出模拟量对零的偏移值。这种误差通常可以通过DAC外接Vref和电位计加以调整。10.2.2D/A转换器的主要技术指标

1.分辨率（Resolution）

2.转换精度（ConversionAccuracy）3.偏移量误差（OffsetError）4.线性度（Linearity）线性度是指DAC实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏差。通常，线性度不应超出±LSB/2。10.2.2D/A转换器的主要技术指标

1.分辨率（Resolution）

2.转换精度（ConversionAccuracy）3.偏移量误差（OffsetError）4.线性度（Linearity）除了上述指标外，转换速度（ConversionRate）和温度灵敏度（TemperatureSensitivity）等也是DAC的重要技术参数。10.2.3典型D/A转换器芯片D/A转换器有两大类：一类在电子电路中使用，不带使能端和控制端，只有数字量输入和模拟量输出线；另一类是专为微型计算机设计的，带有使能端和控制端，可以直接与微机相连。按转换方式分：分为并行和串行等；分类按输出形式分：分为电压型和电流型两类。按生产工艺分：有TTL、MOS型等；按字长分：有8位、10位、12位等；1.DAC0832的功能结构和引脚-教材295页图10.5问题：1.DAC0832与CPU相连的引脚有？2.DAC0832与外设相连的引脚有？3.DAC0832内部有几个寄存器？各位几位寄存器？（2）DAC0832的工作方式DAC0832有无锁存、一级锁存和二级锁存三种工作方式。

①无锁存工作方式

条件：CS、WR1、WR2、XFER均接地，ILE接高电平。

特点：八位数字量一旦到达DI7～DI0输入端，就立即进行D/A转换而输出。（2）DAC0832的工作方式DAC0832有无锁存、一级锁存和二级锁存三种工作方式。

①无锁存工作方式

②一级锁存工作方式

条件：两个寄存器中任一个处于直通状态，另一个工作于受控锁存状态。一般是使DAC寄存器处于直通状态，即把WR2和XFER都接数字地。

特点：数据只要一写入DAC芯片，就立即进行数模转换，可减少一条输出指令。（2）DAC0832的工作方式DAC0832有无锁存、一级锁存和二级锁存三种工作方式。

①无锁存工作方式

②一级锁存工作方式③二级锁存工作方式条件：CPU要对DAC芯片进行两步写操作；ILE接高电平，WR1、WR2均接CPU的IOW，CS、XFER接地址译码信号。优点：数据接收和转换启动异步进行，提高转换速率。

（3）DAC0832的主要技术性能电流建立时间：1μs；分辨率：8位；线性误差：0.2%FSR；非线性误差：0.4%FSR；工作方式：二级锁存、一级锁存、直接输入；数字输入：与TTL兼容；增益温度系数：0.002%FSR/℃；低功耗：20mW；单电源：+5～＋15V；参考电压：＋10V～－10V。10.2.4D/A转换器与微处理器的接口D/A转换器与微处理器的连接包括三部分，即数据线、控制线和地址线。1．8位D/A转换器与CPU的接口对于8位D/A转换器，简单的连接方法是通过8位数据锁存器（例如，8D锁存器74LS273）与8位微处理器的总线相连。（1）无锁存方式（2）一级锁存方式②三角波程序START：MOV AL， 0DOWN：OUT 0FEH， AL INC AL JNZ DOWN MOV AL， 0FEHUP： OUT 0FEH， AL INC AL JNZ UP JMP DOWN HLT①锯齿波程序START：MOV AL， 0LP：OUT 0FEH，ALINC ALJMP LPHLT③方波程序START: MOV AL, 33H OUT 0FEH, AL CALL DELAY MOV AL, 0FEH OUT 0FEH, AL CALL DELAY JMP START DELAY:… HLT

例10-1DAC0832用作波特率发生器。试根据图10.6接线，分别写出产生锯齿波、三角波和方波的程序。

10.2.4D/A转换器与微处理器的接口10.2.4D/A转换器与微处理器的接口（3）二级锁存方式在二级锁存方式下，每个DAC0832应为CPU提供两个I/O端口。8086和DAC0832在二级锁存方式下的接线如下图。

相应程序如下：MOV DX， 0DFFFH;指向DFFFH地址MOV AL， Xdata ;X坐标值OUT DX， AL ;X坐标值写入1＃DAC0832MOV DX， 0F7FFH;指向F7FFH地址MOV AL， Ydata ;Y坐标值OUT DX， AL ;Y坐标值写入2＃DAC0832MOV DX， 7FFFH ;指向7FFFH地址OUT DX， AL ;启动1＃和2＃DAC0832工作…10.2.4D/A转换器与微处理器的接口习题1．DAC0832有（）种工作方式。A．1B．2C．3D．42．一个8位D/A转换器的分辨能力可以达到满量程的（）。A．1/8B．1/16C．1/32D．1/2563．一个8位D/A转换器，若精度为±1/2LSB，则其最大可能误差为（）。A．满量程的1/2

B．满量程的1/8C．满量程的1/256

D．满量程的1/5124．若D/A转换器芯片内部有锁存寄存器，微处理器就把D/A芯片当作一个并行（）；若D/A转换器芯片内部无锁存寄存器，微处理器就把D/A芯片当作一个并行（）。1．如果一个D/A转换器的精度为±0.1%，则其最大可能误差为（）。A．最大输入的±0.1%

B．电源电压的±0.1%C．满量程电压的±0.1%

D．输出电压的±0.1%2．一台PC机的扩展槽中已插入一块D/A转换器模块，其口地址为280H，执行下列程序后，D/A转换器输出波形是（）。DAOUT：MOVDX，280HMOVAL，00HLOOP：OUTDX，ALDECALJMPLOOPA．三角波

B．锯齿波

C．方波

D．正弦波1．DAC0832是一个分辨率为（），输入具有（）功能的D/A转换器。A．8位一级锁存B．8位二级锁存C．10位一级锁存D．10位二级锁存2.如下图所示控制系统框图中，A应是（），B应是（）。1．DAC0832内部有（）地和（）地。2．LE是DAC0832内部寄存器的锁存命令。当其为（）时，寄存器输出随（）变化。当LE为0时，数据（）在寄存器，不再随（）上的数据变化而变化。3．在过程控制应用中，有时对控制量的输出要求是（）的，在给定值时产生的偏差不改变控制量的（），这时可采用单极性输出电路。4．在随动系统中，由偏差所产生的控制量不仅（）不同，而且控制量（）不同，这时要求D/A转换器有双极性输出；D/A转换器实现双极性输出，在输出除需要有运算放大器外还应增加（）。判断题1．传感器是一种把非电热物理量转换成电量的器件。（）2．DAC0832为电压输出型D/A转换器，可提供单极性和双极性两种输出方式。（）3．当D/A转换器与CPU相连时，如果CPU的数据总线的位数小于D/A转换器的位数，则需要采用多级缓冲结构。（）1．DAC0832与微机接口电路已正常工作，为单缓冲方式，其口地址为380H，执行以下程序：MOVDX，380HA2:MOVAL，-1OUTDX，ALCALLMS100；延时NOTALA0：OUTDX，ALINCALCMPAL，-1JNEA0A1：OUTDX，ALDECALCMPAL，0JNEA1JMPA2（1）画出输出端波形示意图；（2）若将最后一条指令改为JMPA0，画出输出端波形示意图；（3）若将最后一条指令去掉，会出现什么情况？10．利用DAC0832作为函数波形发生器，电路如图10.5所示：（1）请分析并写出8255A芯片各自的端口地址。（2）请分析并写出8255A芯片的方式控制字。（3）请问DAC0832的地址如何产生，如何访问？（4）用此电路产生三角波，请编程实现。1．试利用DAC0832芯片设计一个阶梯波信号源，要求每一个波形有10个台阶，周期为10MS，即每一个台阶要维持1MS，输出电压为5V，如右图所示，试画出相应电路图并编写程序。2