数模转换电路设计与实现.ppt

1、数/模(D/A)转换电路设计与实现,一.基本要求,输入范围： 00H 0FFH,安装： 独立电路板结构,对应输出： -10V+10V,响应时间： 1ms,误差： 1%FSR,电源供电： +5V，12V,二.数/模 D/A 电路选择,1. D/A-数字量模拟量转换电路,数字量 DATA,模拟量 V,D/A转换器,01101100，10110001，,1.12V，2.68V， ,转换控制,模拟量,数字量,转换控制,2. 常用 D/A 电路的特点, 基本原理,电流开关型：用数字切换电流开关，产生与电阻网络权电流对应的电流“和”；, 输出方式,与数字量成比例的电流输出/与数字量成比例的电压输出/数字量

2、和参考电压的相乘输出；,脉宽调制型：将数字转换为输出脉冲宽度，用积分器将脉冲宽度转换为与之对应的电压输出；, DAC0832,8 位乘算型电流输出的典型产品，具有MCU兼容接口，使用方便，价格低，能满足设计要求。,三. 8位 D/A 转换器 DAC0832 的接口设计,1. DAC0832工作原理及特性,工作原理,恒流源,Vref,D1,D2,D5,D6,D7,Iout1v,Iout2,Rfb,Rfb=R,D4,D5,输出为电流，量值正比于 DATA。,最大电流输出,最小电流变化,（1个最低有效位LSB的变化）, 电流电压转换电路,单极输出转换电路（输出电压为单一极性）,Rfb=R,Iout1

3、,Iout2,例如：,双极输出转换电路（输出电压可以为正或负极性）,完整双极输出电流电压转换电路,Rfb=R,Iout1,Iout2,2. DAC0832引脚功能及与8051单片机接口设计,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,ILE,Vref,Iout1,Iout2,Rfb,AGND,DGND,VCC,引脚功能, 单缓冲接口设计,D1,D2,D3,D4,D5,D6,DAC0832,采样,锁存,D1,D7,D0,3. DAC0832的主要技术指标, 分辨率 - 8位,误差 - 0.2 % FSR,电流稳定时间 - 1微秒,表示单位数字量（ 1 LSB ）引起的输出模拟量变化的细微程度

4、（或最小变化值）， 二进制数字量位数越多分辨率越高。,从数据写入D/A到输出电流达到相应数值的时间,实测输出电流值与理论计算电流值之间的差值,用满量程（FSR）值的百分数表示,4. 芯片参数, 电源电压（最大）：+17V 推荐用+5V, 参考电压范围： 25V 按要求使用,数/模转换电路,四.安装结构,五.使用集成调试环境调试D/A电路模块,1. 调试系统组成,单片机仿真器,单片机板,单片机仿真头,电源板,数/模转换板,仿真器电源插头,PC机通信电缆插头,数 模数据显示窗口,2. 调试环境,调试方法：断开电路负载，运行测试程序，检 查各节点信号是否正确。如果有问 题，按照故障诊断预案进行诊断分

5、 析，并且排除故障。,测试设备：单片机仿真器,调试平台：电子工程设计训练调试台,单片机应用系统板,40MHz双踪示波器,数/模转换电路板,3. 汇编语言调试程序,MOV DPTR,#4000H ABC: MOVX DPTR,A INC A CALL DELAY JMP ABC DELAY: MOV R7,#01H JJJ: MOV R6,#20H DJNZ R6,$ DJNZ R7,JJJ RET END,4. C语言调试程序,#include #include #define C3 XBYTE0 x4000 #define TIMER 0 x8000 void delay(void); vo

6、id main(void) unsigned char x; while(1) +x; C3=x; delay(); void delay(void) int i; for(i=0;iTIMER;+i) ; ,5. D/A电路模块调试方法,运行D/A测试程序数/模数据显示窗口将有相应 数据显示,数据为从00FF顺序递增并不断循环的数值,Rfb=R,Iout1,Iout2,运行D/A测试程序第一级运放正常输出信号波形,Rfb=R,Iout1,Iout2,D/A电路各主要节点正常输出信号波形,根据第二级运放输出信号波形判断故障原因,第二级运放增益低,平移电路未工作,运放漏接一组电源,D/A数据线连

7、接有误,平移电路参数有误,部分节点无信号或全部节点无信号的故障原因,第二级运放无信号输出：连线有误或运放损坏,二级运放皆无信号输出：连线有误或未接电源或 运放损坏或D/A电路故障,D/A电路故障辨别,Rfb=R,Iout1,Iout2,断开第一级运放输出与Rfb的连线，测量Iout1引脚有锯齿波输出为运放损坏，否则为D/A电路故障。,6. D/A电路故障检测方法,MOV DPTR,#4000H ABC: MOVX DPTR,A INC A ；CALL DELAY JMP ABC DELAY: MOV R7,#01H JJJ: MOV R6,#20H DJNZ R6,$ DJNZ R7,JJJ

8、RET END,修改D/A测试程序，缩短循环时间,（汇编程序）,#include #include #define C3 XBYTE0 x4000 #define TIMER 0 x8000 void delay(void); void main(void) unsigned char x; while(1) +x; C3=x; /*delay( ); */ void delay(void) int i; for(i=0;iTIMER;+i) ; ,（C程序）,D0,D1,D2,D4,D5,D6,D7,89C51,指令 “ MOVX DPTR, A ” 产生控制信号,运行修改后的测试程序，有

9、信号，D/A芯片其他引脚连接有误；否则检查 信号产生电路。,D3, 正常的D/A故障检测,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,ILE,Vref,Iout1,Iout2,Rfb,AGND,DGND,VCC,- 数据线（全部）漏接,- 参考源 Vref 漏接,- 电源 Vcc 或数字地GND或模拟地AGND漏接,- 锁存器控制逻辑有误,使用第1级锁存器,ILE=1 , ,LE2=1 ,使用第2级锁存器,ILE=1 , ,LE1=1 ,- DAC0832损坏, 不正常的D/A故障检测,脉冲信号占空比不正常： 接反,没有信号：检查左插座相应引脚,有信号-左插座到芯片引脚引线漏接 或错接为其它信号,无信号-检查单片机板相应电路,单片机板电路检测,检测,单片机 引脚有信号，左插座相应引脚无信号，连线漏接；否则，调试台内部断路。,单片机 引脚无信号，程序未运行或仿真器模拟仿真或仿真器损坏。,检测（译码电路检测）,74LS138 引脚有信号，左插座相应引脚无信号，连线漏接；否则，调试台内部断路。,74LS138 引脚无信号，查E1、E2、E3连接是否正确。,E1=0，E2=0，E3=1,译码电路输出检测,译码电路输入检测,C B A C1 C2 C3,0 0 0 0 1 1 0000H1FFFH,0