微机原理及应用 教学课件 ppt 作者 胡钢 第十章
44页1、第十章 数模转换(D/A)和模数转换(A/D),第一节 D/A接口芯片 第二节 A/D接口芯片 第三节 CPU与8位、12位接口芯片 第四节 数据采集系统实例,第一节 D/A接口芯片,D/A转换器的类型很多。从输入电路来说,一般的D/A转换器都带有输入寄存器,与微机能直接连接;有的具有两极锁存器,使工作方式更加灵活。输入数据一般为并行数据,也有串行数据。并行输入的数据有8位、10位、12位等。从输出信号来说,D/A转换器的直接输出是电流量,若片内有输出放大器,则能输出电压量,并能实现单极性或双极性电压输出。,一 DAC0832,D/A转换器的转换速度较快,一般其电流建立时间为1 s。 有些D/A转换器具有其它功能,如能输出多路模拟量、输出工业控制用的标准电流信号。 典型的D/A转换器如8位通用型DAC0832、12位的DAC1208、 电压输出型的AD558和多路输出型AD7528。 DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片。它具有与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉等特点,微机系统中得到广泛的应用。 (1) 结构和引脚。 DAC0832的结构框图如下图所示,它由8位输入锁存器
2、、8位DAC寄存器、8位DAC转换器及转换控制电路构成。封装为20脚双列直插式。 各引脚功能如下: ,DAC0832是美国国家半导体公司生产的8位D/A芯片,共有20个引脚,如图所示。其主要引脚定义分别如下: D7D0:8位数字量输入信号,其中D0为最低位,D7为最高位。,ILE:输入寄存器的允许信号,高电平有效。ILE信号和CS、WRl共同控制选通输入寄存器。当CS、WRl均为低电平,而ILE为高电平时,输入数据立即被送至8位输入寄存器的输出端(见图DAC0832逻辑结构框图)。当上述三个控制信号中任一个无效时,输入寄存器将数据锁存,输出端呈保持状态。,D7D0: 8位数据输入端。 ILE: 输入寄存器允许信号, 输入,高电平有效。 CS:片选信号,输入,低电平有效。 WR1 :输入寄存器写信号,输入,低电平有效。 由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生输入寄存器控制信号LE1 。 当LE1为低电平时,输入寄存器内容随数据线变化,LE1 的正跳变将输入数据锁存。 XFER : 数据传送信号, 输入, 低电平有效。 WR2: DAC寄存器的写信号, 输入, 低电平有效。 由XFER、WR
3、2 组成DAC寄存器的控制信号LE2。 LE2 的正跳变将输入数据锁存到DAC寄存器。,IOUTl:电流输出1。当DAC寄存器中全为“1”时,输出电流最大,当DAC寄存器中全为“0”时,输出电流最小。 IOUT2:电流输出2。它与lOUTl的关系是:IOUTI+IOUT2=常数 Rfb:内部反馈电阻引脚,该电阻在芯片内,Rfb端可以直接接到外部运算放大器的输出端。这样,相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输入端和输出端。 VREF:参考电压输入端,可接正电压,也可接负电压,范围为-10V+10V。 Vcc:芯片电源。+5V+15V,典型值为+15V。 AGND:模拟地。芯片模拟信号接地点。 DGND:数字地。芯片数字信号接地点。,0832是电流型,若需要电压信号,可用运算放大器将电流信号转换成电压信号:,(2) 工作方式。 DAC0832内部有两个寄存器,能实现三种工作方式: 双缓冲、 缓冲和直通方式。 双缓冲工作方式是指两个寄存器分别受到控制。当ILE、 和 信号均有效时,8位数字量被写入输入寄存器, 此时并不进行D/A转换。当 和 信号均有效时,原来存在输入寄存器中的数据被写入DA
4、C寄存器,并进入D/A转换器后进行D/A转换。在一次转换完成后到下一次转换开始之前,由于寄存器的锁存作用,8位D/A转换器的输入数据保持恒定,因此D/A转换的输出也保持恒定。在双缓冲工作方式下, 利用输入寄存器暂存数据, 给使用带来方便,可以实现多路数字量的同步转换输出。,单缓冲工作方式是指只有一个寄存器受到控制。这时将另一个寄存器的有关控制信号预先设置成有效,使之开通; 或者将两个寄存器的控制信号连在一起,两个寄存器作为一个来使用。 直通工作方式是指两个寄存器的有关控制信号都预先置为有效,两个寄存器都开通。只要数字量送到数据输入端,就立即进入D/A转换器进行转换。这种方式应用较少。 (3) 电压输出电路的连接。 DAC0832以电流形式输出转换结果,得到电压形式需外加I/V转换的电路,常采用运算放大器。下图是DAC0832的电压输出电路。,图 DAC0832的电压输出电路 (a) 单极性输出; (b) 双极性输出,对于单极性输出电路, 输出电压的格式为 VOUT= - 式中D为输入数字量的十进制值。因为转换结果IOUT1接运算放大器的反相端,所以式中有一个负号。若VREF=+5V,D
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