嵌入式技术基础教学课件 作者 严雨 第三章S3C2410X的嵌入式软件设计.pptVIP

S3C2410X的D/A功能应用 1． D/A 转换器 D/A转换器根据分类方式的不同，可以分成不同的类型 按位权电路可分为：权电阻网络D/A转换器、倒T型电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器和双极性输出的D/A转换器； 按输出方式可分为：电压输出型D/A转换器和电流输出型D/A转换器。 61 1)按位权电路分 在计算机系统中，数字量是由一系列的二进制代码按位组合的，每一位都有自己的位权。要将离散的数字量转换成连续的模拟量，首先应为进行转换的相应位设置好对应的位权。按照二—十转换的原理，二进制中第n位的位权可表示为2n-1，公式3.3.1是二—十进制转换的基本公式。 （3.3.1） 62 （1）权电阻网络D/A转换器。对于一个多位二进制数，每一位的位权值都是不同的，如二进制数Dn按从高到低的排列方式，可表示为：dn-1、dn-2、……、d1、d0，其相应位的位权值分别是2n-1、2n-2、… …、21、20。图3-8所示是权电阻网络的原理图，其中S0～S3是模拟开关，当数字码di=1时，模拟开关Si接到运放的输入端；当数字码di=0时，模拟开关Si接地。 63 （2）倒T型电阻网络D/A转换器。倒T型电阻网络D/A转换器采用电路分级的方法，通过串并联电路的特点逐级相连，克服了权电阻网络中电阻阻值相差大的问题，采用R和2R电阻，图3-9是倒T型电阻网络D/A转换器的电路原理图。 。 64 倒T型电阻网络的电路中，只有R和2R两种电阻。在图3-9中，每个节点向左看，其等效电阻均为2R，而整个网络的等效输入电阻为R。S0～S3是模拟开关，由输入的数字码di控制，当di=1时，对应的模拟开关Si接到运放的输入端；反之当di=0时，模拟开关Si接地。实际上，由于运放的虚短功能，无论模拟开关处于何种状态，与模拟开关相连的电阻2R总是接地的，因此流经2R电阻上的电流与开关状态无关。 在倒T型电阻网络中，流过各支路的电流从右到左分别是I/2、I/4、I/8、I/16，基准电压源提供的总电流为 。 65 与权电阻网络相比，倒T型电阻网络的转换速度更快，电阻的取值范围小，集成性更好。但由于电路中的模拟电路压降，使各支流的电流稍有变化。 流入运放输入端的总电流为： 运算放大器的输出电压为： ? ? 66 （3）权电流型D/A转换器。采用权电流型D/A转换器，可以进一步提高D/A转换器的精度，弥补倒T型电阻网络的转换误差。在权电流型D/A转换器的电路中，采用一组恒流源代替了倒T型电阻网络中的电阻，使流经支路的电流不再受模拟开关压降的影响。 ? ? 67 权电流型D/A转换电路中，当输入数字码di=1时，模拟开关Si接运算放大器的反相输入端，权电流电路中对应支路的电流流入求和电路；数字码di=0时，模拟开关Si接地。分析该电路，可得出电路的总电流为： ? ? 运算放大器的输出电压为： 68 （4）双极性输出的D/A转换器。双极性输出的D/A转换器可以将不同极性的数字量转换成对应的正、负极性的模拟电压，故称这种工作方式为双极性输出。 69 双极性D/A转换常用的编码有：2的补码、偏移二进制码及符号-数值码等。其中偏移二进制码与无符号二进制码形式相同，它实际上是将二进制码对应的模拟量的零值偏移至80H，偏移后的数中，大于128的为正数，而小于128的则为负数。所以，若将单极性8位D/A转换器的输出电压减去 （80H所对应的模拟量），就可得到极性正确的偏移二进制码输出电压。 70 2．嵌入式系统的开发流程 （1）系统需求分析：了解系统的应用环境和客户需求，确定系统的设计任务和设计目标，并提出解决方案。 （2）系统体系结构设计：在系统需求分析的基础上，根据所确定的系统任务和目标对系统进行的功能划分及系统的软件、硬件选型等。 71 （3）软/硬件协同设计：基于系统的体系结构设计，对系统的软件、硬件进行并行设计的方法。 （4）系统集成：系统集成是指把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起进行调试，发现系统设计过程中的错误，并进行改进的开发过程。 （5）系统测试：系统测试是嵌入式系统开发过程中的重要环节，通过对系统进行有计划、有目的的测试，可以发现软件中存在的错误和缺陷，验证系统的执行规程，确保软件符合用户提出的性能需求。 72 4．调试嵌入式系统 硬件调试：嵌入式系统的硬件调试一般是指对新开发产品所进行的系统上电前后的检查。 软件调试：软件调试与软件测试不同，前者是为了发现程序中存在的错误和缺陷，而后者则是为了验证软件的正确性。测试通常以已知条件开始，执行预先定义的程序，判断是否能达到预知的结果，而软件调试一般是不可预知的，必须由了解详细设计的开发人员完成。 综合调试：综合调试是嵌入式系统调试的一个难点。 73 2．按输出方