第10章A／D及D／要点分析.ppt

各位输出结果的具体状态表示为：Q3Q2Q1Q0= 1XX0，表示千位数为0；Q3Q2Q1Q0= 0X X1，表示千位数为1；Q3Q2Q1Q0=0 1 X 0，结果为正；Q3Q2Q1Q0=X0X0，结果为负；Q3Q2Q1Q0=0X X 1，输入过量程；Q3Q2Q1Q0=1 X X 1，输入欠量程。 2. MCl4433与单片机接口电路 由于MCl4433的A／D转换结果是动态分时输出的BCD码，所以，Q3～Q0和DS4～DS1可以通过8031单片机的并行口P1或通过扩展I/O 电路与其相连。图10-7为MCl4433与8031单片机P1口相连接的电路。 注意：芯片工作电源为±5V，正电源接VDD，模拟部分负电源接VEE，公共地（数字地）接VSS。为了提高电源抗干扰能力，正负电源端应分别通过去耦电容0.047 F、0.02 F与VSS端相连。 该电路采用中断方式管理MCl4433的操作。用Pl口作为MCl4433的BCD码扫描输入口，转换结束信号经非门送外部中断1。当MCl4433上电后，即对外输入模拟电压进行A／D转换，因为EOC与DU相连，故每次转换完毕都有相应的BCD码及相应的选通信号出现在Q0～Q3和DSl～DS4上，MCl4433能自动连续转换。当8031CPU开中断，允许 中断时，则每次A／D转换结束，都将发出中断请求，可在中断服务程序中处理A／D转换结果。其转换程序设计见相关参考文献。 10.2 D／A转换器的接口技术 单片机的数字量输出，往往需要转换成模拟电量才能去驱动被控对象或用于数据显示。因此，单片机应用系统通常设有模拟量输出通道负责把单片机处理输出的标准数字信号转换成模拟电量驱动被控对象。D／A转换器是模拟量输出通道的核心，它将单片机处理的数字信号或脉冲信号转换成模拟电量。 10.2.1 D／A转换器概述 D/A转换器（DAC）是把数字量转换成模拟量的器件。D/A转换器可以从单片机接收数字量并转换成与输入数字量成正比的模拟量，以推动执行机构动作，实现对被控对象的控制。DAC按可转换的数字量位数分为8位、10位、12位等；按接口的数据传送格式，可分为并行和串行两种；按接口形式可分为两类D/A转换器，一类是不带锁存器的，另一类是带锁存器的；DAC还可分为电流输出和电压输出两种。 DAC的性能指标是选用DAC芯片型号的依据，也是衡量芯片质量的重要参数。描述D/A转换器的性能指标很多，主要有分辨率、线性度、转换时间、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（二进制或BCD码）等。分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。数字量位数越多，转换器对输入量变化的敏感程度也就越高，使用时，应根据分辨率的需要来选定转换器的位数。转换时间表示DAC的转换速度，转换器的输出形式为电流时，建立时间较短；输出形式为电压时，由于建立时间还要加上运算放大器的延迟时间，因此建立时间要长一点。但总的来说，D/A转换速度远高于A/D转换速度，快速的D/A转换器的建立时间可达1μs。DAC的详细技术性能指标,数字电子技术课程中，已做详细说明，这里不再赘述。 D／A转换中，参考基准电压是唯一影响输出结果的模拟参量，是D／A转换接口中的重要电路，对接口电路的工作性能、电路的结构有很大影响。使用内部带有低漂移精密参考电压源 的D／A转换器既能保证有较好的转换精度，而且可以简化接口电路。但目前在D／A转换接口中常用到的D／A转换器大多不带有参考电源。为了方便地改变输出模拟电压范围、极性，须要配置相应的参考电压源。D／A接口设计中经常配置的参考电压源主要有精密参考电压源和三点式集成稳压电源两种形式。 D／A转换能否与CPU直接相配接，主要取决于D／A转换器内部有没有输入数据寄存器。当芯片内部集成有输入数据寄存器、片选信号、写信号等电路时，D／A器件可与CPU直接相连，而不需另加寄存器；当芯片内没有输入寄存器时，它们与CPU相连，必须另加数据寄存器，一般用D锁存器，以便使输入数据能保持一段时间进行D／A转换，否则只能通过具有输出锁存器功能的I／O给D／A送入数字量。目前D／A转换器芯片的种类较多，对应用设计人员来说，只需要掌握DAC集成电路性能及其与计算机之间接口的基本要求，就可以根据应用系统的要求选用DAC芯片和配置适当的接口电路。本节介绍常用的DAC0832芯片与MCS-51的接口及转换应用程序的设计方法。 10.2.2 DAC0832的接口及应用 DAC0832是一种常用的DAC芯片，是美国国民半导体公司（NS）研制的DAC0830系列DAC芯片的一种。DAC0832是一个DIP20封装的8位D/A转换器，可以很方便地与MCS-51单片机接口。DAC0832采用单