试验五 AD、DA转换实验.docVIP

试验五. A/D、D/A转换实验 一、实验目的 1. 学习理解模/数信号转换和数/模转换的基本原理。 2. 掌握模/数转换芯片 ADC0804 和数/模转换芯片 DAC0832 的使用方法。 二、实验设备 TD-PITE 实验装置（带面包板）一套，实验用转换芯片两片，±12V 稳压电源一台、运放两片、温度传感器、电位器（5.1KΩ）一个、电阻若干，面包板用导线若干，排线若干，万用表一个。 三、实验内容 （1）设计 A/D 转换电路，采集可调电阻的输出电压。连 +5V 电源，调节后的输出电压作为 ADC0804 的模拟输入量，然后进行 A/D 转换，转换结果由发光二极管上显示。请填写实验数据表格： 可调电阻的输出电压（V） 计算数字量 实际数字量 （2）将 LM35 精密摄氏度温度传感器连 +5V 电源，输出电压直接作为ADC0804 的模拟输入量，然后进行 A/D 转换，转换结果经过计算得到摄氏度值放在内存变量上。 （多数温度传感器是针对绝对温度的，且线形较差。LM35的输出电压与摄氏温度值成正比例关系，每 10 mV 为 1 摄氏度。） （3）设计 D/A 转换，要求产生锯齿波、三角波、脉冲波，并用示波器观察电压波形。 四、实验原理 1. 模数ADC0804 简介 ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型数转换芯片。分辨率8位，转换时间100μs，输入电压范围为0~5V。芯片内有输出数据锁存器，与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上。ADC0804引脚启动信号CS# 有效时，WR# 可作为A/D 转换的启动信号。WR#变为时,转换器被清除当WR# 回到时,转换正式启动转换结束INTR#跳转为低电平表示本次转换已经完成，可作为微处理器的中断或查询信号。RD# 用来读A/D 转换的结果输出数据锁存器DB0~DB7 各端上出现8 位并行二进制数码fCLK ≈ 1 / 1.1RC。其典型应用参数为： R = 10KΩ，C = 150pF，fCLK ≈ 640KHz，8 位逐次比较需 8×8 = 64 个时钟周期，转换速度为100μｓ。若采用外部时钟，则外部 fCLK 可从CLK IN 端送入，此时不接R、C。允许的时钟频率范围为100KHZ～1460KHZ。电压信号工作时序图。数DAC0832 简介 DAC0832 是 8 位芯片，采用CMOS 工艺和R-2R T形电阻解码网络，内有两级寄存器，使 DAC0832 具备双缓冲（可实现多路 D/A 异步输入、同步转换）、单缓冲和直通三种输入方式。转换结果为一对差动电流Iout1 和Iout2 输出。 图5.4 DAC0832的典型应用 图5.5 DAC0832的引脚和主要性能参数 *分辨率：8位DAC的分辨率为1 /（28-1）= 1 / 255 = 0.39%； *转换精度：如果不考虑转换误差，转换精度就是分辨率大小。DAC转换误差包括零点误差、漂移误差、增益误差、噪声和线性误差、微分线性误差等综合误差。绝对转换精度指在满刻度数字量输入时，输出量接近理论值得程度；相对转换精度指在满刻度已经校准的前提下，对应任一模拟量的输出与理论值之差，反映了DAC的线性度，此参数更据实用性。 图5.6 DAC0832的功能图 图5.7 对多个DAC0832进行控制示例 图5.8 DAC0832的T型电阻网络 在 T 型电阻网络中，Rfb上的电压范围在0 ~ -VREF * 255 / 256。 工作时序图如下，要求写信号来之前，输入锁存ILE和CS#为有效电平，数据信号有效。数据在WR下降沿进入，在上升沿锁存。转换时间是1μs。 图5.9 DAC0832的工作时序图 五、实验说明及步骤 实验1 可调电阻的输出电压采集 按图 5-9 连接实验线路,WR# 启动转换，调节电位器的输出电压，观察灯亮的情况，使用万用表测量电位器的输出电压，计算对应的采样值，将理论值与实际值比较，反复验证。 图5-9、采集可调电阻输出电压 实验2 采集温度传感器的电压值，并转换成摄氏度 将上图中的可调电阻换成温度传感器，传感器管脚和接线见下图。若采用正负温度采集方式，传感器外接电阻为100KΩ。D0 ~ D7接 8255 的 B 口，设计程序，换算成摄氏度（ 1度为 10mV ）。 LM35 系列是精密集成电路传感器，其输出的电压线性地与摄氏温度成正比，使用极为方便。灵敏度为 10.0mV/°C，精度在 0.4°C 至 0.8°C（-55°C 至 +150°C 温度范围内），可单电源和正负电源工作，工作电压为 4~3