计算机接口技术及应用 第11讲 (DAC通道) (2009春).pptVIP

计算机接口技术及应用第十一讲 计算机基本接口应用 ——模拟量输出通道 主要内容 模拟量输出通道和DAC器件原理 DAC接口实例 目的 了解测控系统中模拟量输出通道原理和基本设计方法 要求 掌握模拟通道输出基本结构及相关的概念，重点是模拟输出通道设计方法 模拟量输出通道 模拟信号输出和DAC 为计算机系统扩展DAC器件, 产生模拟信号 将计算机系统的数字/离散信号变成模拟/连续信号 模拟量输出通道 DAC 模拟信号输出 数字信号输入 Vss Vcc Vref+ Vref- 典型的DAC器件 数字-模拟转换器(DAC) DAC器件工作原理分析 DAC器件的关键技术指标 分辨率(习惯上用数字量的二进制位数表示) 输出信号建立(或稳定)时间(或称转换时间) 输出信号类型: 电流型和电压型 数字接口类型: 并行8/10/12/14/16位, 同步串行接口(I2C, SPI) DAC器件的功能：根据输入的数字量的大小输出连续的模拟电压(或电流)信号, 并满足关系 VO = (Data/2n)×Vref 如, n=8, Vref =5V, 当Data=1时, VO =19.5mV 当 Data = 128时, VO =2.5V 4位DAC内部原理 从4位DAC到任意位DAC的原理 电路中输入和输出之间关系为 i可以推广到任意自然数n, 并将Vo简写为 典型的(常用的)DAC器件, n=8/10/12/14/16/24等 8位DAC0832的内部结构 特点: (1) 8 Bits分辨率 (2) 并行数字接口 (3) 双缓冲结构 (4) 电流型输出 (5) 单工作电源 (6) 单基准电压输入 (无内部基准) 请问: 为什么要采用双缓冲结构? 有什么作用? 12位DAC1210的内部结构 DAC1210接口电路示例(1) 两种操作模式 字节传送 字传送 字传送方式的时序 字节传送方式的时序 接口电路示意图 字传送接口 字传送方式的时序(按右电路) 字传送方式的接口电路 字节传送接口电路示例(2) 讨论: (1) 给出下图方框中合适的译码电路. (2) 假设需要用两片DAC1210要求输出信号同步, 如何设计接口电路? 讨论: 上面的接口电路中DAC0832是单缓冲还是双缓冲? 如何设计两路同步输出的模拟信号? DAC0832接口电路示例(1) DAC0832接口工作原理 当对200H地址执行写输出端口操作时 要写的数据经过ISA总线的数据总线送到DAC的D7-D0 由于对200H地址写，译码器Y0输出一个低电平脉冲，将DAC管脚D7-D0的数据锁入DAC的第一个锁存器 由于第二个锁存器控制接线的接法使得第二个锁存器成为透明，第一个锁存器的输出直接送入片内的DA部件，转换成成比例的模拟电流输出 DAC0832接口电路示例(2) 讨论:如何设计上图中的译码电路, 使两个DAC0832都是单缓冲? 又如何设计使它们都是双缓冲? 按下面两种情况分别回答问题: Case 1: 两个DAC0832都是单缓冲时, 指出它们需要多少个I/O地址, 并分别写出DBEN, BDIR, CS1, XS1, CS2, XS2的逻辑表达式. Case 2: 两个DAC0832都是双缓冲时, 且两者能实现同步输出, 指出它们需要多少个I/O地址, 并分别写出每个信号的逻辑表达式. DAC输出缓冲和调理 DAC输出缓冲 目的: 提高驱动能力 方法: 采用OP电路, 既有缓冲, 也有调理功能 输出调理为标准的模拟信号 标准电压型 0~5V, 0~10V, -5~+5V 等 DAC输出缓冲和调理方法 根据DAC输出信号的类型, 有三种缓冲方法 电压输出型DAC 电流输出型DAC 电流输出型DAC 总结 DAC工作原理 从4bit到n位的DAC工作原理 常见的2种并行接口的DAC DAC0832: 8bit, 双缓冲结构, 电流输出 DAC1210: 12bit, 双缓冲结构, 电流输出 DAC接口实例 8/12位并行接口, 单缓冲, 双缓冲和同步输出 思考题 1. 除讲义上介绍的DAC类型外, 还有什么其它类型的DAC？请查阅相关资料并介绍工作原理 2. 根据讲义的4位DAC原理以及R-2R电阻网络, 阐述DAC0832的工作原理 3. 根据“DAC0832接口示例(2)”的电路, 按要求的两种情况, 设计出它们完整的译码电路