微机原理课件1第27次课数模模数转换new.pptVIP

第11章 数/模、模/数转换 第11章 D/A 、 A/D接口 教学重点 DAC 0832原理及其与主机的连接 ADC 0809原理及其与主机的连接 模拟量与数字量 模拟量——连续变化的物理量 11.1 模拟输入输出系统（补充） 11.2 模/数与数/模转换通道的组成 　　11.2.1 模/数转换通道的组成 二、信号放大处理 　信号放大处理电路，接在A/D转换器与传感器之间，用于解决以下存在问题 　A/D转换器与传感器二者电压不匹配 　如果是电流型输出传感器，要进行Ⅰ～Ⅴ变换与放大处理，将电流信号对应变换成电压信号　 　传感器工作在现场，可能存在复杂的强电磁波的干扰，通常采用RC低通滤波器，滤除叠加在传感器输出信号上的高频干扰信号，也可采用有源滤波技术，使得滤波特性更好　 三、多路转换开关（Multiplexer） 一个数据采集系统（A/D转换）往往要采集多路模拟信号 通常只用一片A/D转换芯片，轮流选择输入信号进行采集，既节省了硬件开销，又不影响对系统的监测与控制 许多A/D转换芯片内部具备多路转换开关，一片A/D转换芯片可以轮流采集多路模拟输入信号，如果A/D转换芯片不具有多路转换功能，则在A/D转换之前外加模拟多路转换开关　 11.3 模/数与数/模转换器的主要技术指标 11.3.1 模/数转换器的主要技术指标 分辨率（Resolution） 精度（precision） 量程（满刻度范围——Full Scale Range） 转换时间（Conversion Time） 线性度误差（Linearity Error） 二、精度（precision） 精度是指转换的结果相对于实际的偏差，精度有两种表示方法 （1）绝对精度：用最低位（LSB）的倍数来表示，如±（1/2）LSB或±1LSB等 （2）相对精度：用绝对精度除以满量程值的百分数来表示，例如±0.05%等 注意：分辨率与精度是两个不同的概念 三、量程（满刻度范围——Full Scale Range） 量程是指允许输入模拟电压的变化范围。例如，某转换器具有0～10V的单极性输入模拟电压的范围，或-5V～+5V的双极性范围，那么，它们的量程都为10V　 应当指出，实际上A/D、D/A转换器的最大输出值总是比满刻度值小1/2n，n为转换器的位数，这是因为模拟量的0值是2n个转换状态中的一个，在0值以上，则有2n-1个梯级　 四、转换时间（Conversion Time） 从启动转换开始直至转换出稳定的二进代码所需的时间称为转换时间。转换时间与转换器工作原理及其位数有关。同种工作原理的转换器，通常位数越多，其转换时间则越长　 　　五、线性度误差（Linearity Error） 理想的转换器特性应该是线性的，即模拟量输入与数字量输出成线性关系。线性度误差是转换器实际的模拟数字转换关系与理想直线不同而出现的误差，通常用多少LSB表示　 11.3.2 D/A转换器的主要技术指标 D/A转换器与A/D转换器的主要技术指标基本相同，只是转换时间的概念略有不同，D/A转换器的转换时间也称建立时间，是指当输入的二进制代码从最小值突然跳变到最大值时，其模拟输出电压相应的满度跳跃并达到稳定值所需的时间。一般而言，D/A比A/D的转换时间要短得多 11.2 数/模转换DAC0832 模拟量 9.2.1 D/A转换的基本原理 数字量 → 按权相加 → 模拟量 D/A转换器的原理图（1） D/A转换器的原理图（4） Iout1＝I0＋I1＋I2＋I3 ＝VREF/2R×（1/8＋1/4＋1/2＋1） Rfb＝R Vout＝－Iout1×Rfb ＝－VREF×[（20＋21＋22＋23）/24] 9.2.2 DAC0832芯片 DAC0832是典型的8位电流输出型通用DAC芯片 DAC0832的内部结构 1. DAC0832的数字接口 8位数字输入端 DI0～DI7（DI0为最低位） 输入寄存器（第1级锁存）的控制端 ILE、CS*、WR1* DAC寄存器（第2级锁存）的控制端 XFER*、WR2* 直通锁存器的工作方式 两级缓冲寄存器都是直通锁存器 LE＝1，直通（输出等于输入） LE＝0，锁存（输出保持不变） DAC0832的工作方式：直通方式 LE1＝LE2＝1 输入的数字数据直接进入D/A转换器 DAC0832的工作方式：单缓冲方式 LE1＝1，或者LE2＝1 两个寄存器之一始终处于直通状态 另一个寄存器处于受控状态（缓冲状态） DAC0832的工作方式：双缓冲方式 两个寄存器都处于受控（缓冲）状态 能够对一个数据进行D/A转换的同时；输入另一个数据 2