第10章微機(jī)原理數(shù)模轉(zhuǎn)換課件

知識(shí)點(diǎn)回顧串行通信接口的編程DAM控制器的編程本節(jié)課內(nèi)容熟悉控制系統(tǒng)掌握D/A轉(zhuǎn)換原理熟悉DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及控制編程教材290頁(yè)圖10.110.2數(shù)/模轉(zhuǎn)換器10.2.1D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理D/A轉(zhuǎn)換的基本原理是把數(shù)字量的每一位代碼按權(quán)大小轉(zhuǎn)換成模擬分量，然后根據(jù)疊加原理將各代碼對(duì)應(yīng)的模擬輸出分量相加。D/A轉(zhuǎn)換器的主要部件是電阻開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)形式有權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)和倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)等。1．權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換法電阻值為2iR合上時(shí)Si=1，斷開(kāi)時(shí)Si=0例如：輸入為10000110B（8位A/D轉(zhuǎn)換）則輸出為：Vo=-（134/256）Vref特點(diǎn)：D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與基準(zhǔn)電壓Vref的精度、權(quán)電阻和電子開(kāi)關(guān)Si的精度及位數(shù)有關(guān)。缺點(diǎn)：精密電阻難制造10.2.1D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理2.倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換法

輸出模擬電壓Vo與輸入的關(guān)系為：特點(diǎn)：1.電阻網(wǎng)絡(luò)只用兩種阻值組成；2.各位開(kāi)關(guān)的狀態(tài)由數(shù)據(jù)鎖存器的對(duì)應(yīng)位決定。10.2.2D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)

1.分辨率（Resolution）分辨率是指D/A轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出模擬量，取決于輸入數(shù)字量的二進(jìn)制位數(shù)，通常用數(shù)字量的位數(shù)來(lái)表示。

一個(gè)n位的DAC所能分辨的最小電壓增量定義為滿量程值的2-n倍。如：滿量程為10V的8位DAC芯片的分辨率為10V×2-8＝39mV；一個(gè)同樣量程的16位DAC的分辨率最高達(dá)10V×2-16＝153μV。10.2.2D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)

1.分辨率（Resolution）

2.轉(zhuǎn)換精度（ConversionAccuracy）轉(zhuǎn)換精度是指滿量程時(shí)DAC的實(shí)際模擬輸出值和理論值的接近程度。該誤差是由于D/A增益誤差、零點(diǎn)誤差和噪聲等引起的。通常，DAC的轉(zhuǎn)換精度為分辨率的一半，即為L(zhǎng)SB/2。LSB是分辨率，是指最低1位數(shù)字量變化引起輸出電壓幅度的變化量。10.2.2D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)

1.分辨率（Resolution）

2.轉(zhuǎn)換精度（ConversionAccuracy）3.偏移量誤差（OffsetError）偏移量誤差是指輸入數(shù)字量為零時(shí)，輸出模擬量對(duì)零的偏移值。這種誤差通常可以通過(guò)DAC外接Vref和電位計(jì)加以調(diào)整。10.2.2D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)

1.分辨率（Resolution）

2.轉(zhuǎn)換精度（ConversionAccuracy）3.偏移量誤差（OffsetError）4.線性度（Linearity）線性度是指DAC實(shí)際轉(zhuǎn)換特性曲線和理想直線之間的最大偏差。通常，線性度不應(yīng)超出±LSB/2。10.2.2D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)

1.分辨率（Resolution）

2.轉(zhuǎn)換精度（ConversionAccuracy）3.偏移量誤差（OffsetError）4.線性度（Linearity）除了上述指標(biāo)外，轉(zhuǎn)換速度（ConversionRate）和溫度靈敏度（TemperatureSensitivity）等也是DAC的重要技術(shù)參數(shù)。10.2.3典型D/A轉(zhuǎn)換器芯片D/A轉(zhuǎn)換器有兩大類：一類在電子電路中使用，不帶使能端和控制端，只有數(shù)字量輸入和模擬量輸出線；另一類是專為微型計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的，帶有使能端和控制端，可以直接與微機(jī)相連。按轉(zhuǎn)換方式分：分為并行和串行等；分類按輸出形式分：分為電壓型和電流型兩類。按生產(chǎn)工藝分：有TTL、MOS型等；按字長(zhǎng)分：有8位、10位、12位等；1.DAC0832的功能結(jié)構(gòu)和引腳-教材295頁(yè)圖10.5問(wèn)題：1.DAC0832與CPU相連的引腳有？2.DAC0832與外設(shè)相連的引腳有？3.DAC0832內(nèi)部有幾個(gè)寄存器？各位幾位寄存器？（2）DAC0832的工作方式DAC0832有無(wú)鎖存、一級(jí)鎖存和二級(jí)鎖存三種工作方式。

①無(wú)鎖存工作方式

條件：CS、WR1、WR2、XFER均接地，ILE接高電平。

特點(diǎn)：八位數(shù)字量一旦到達(dá)DI7～DI0輸入端，就立即進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換而輸出。（2）DAC0832的工作方式DAC0832有無(wú)鎖存、一級(jí)鎖存和二級(jí)鎖存三種工作方式。

①無(wú)鎖存工作方式

②一級(jí)鎖存工作方式

條件：兩個(gè)寄存器中任一個(gè)處于直通狀態(tài)，另一個(gè)工作于受控鎖存狀態(tài)。一般是使DAC寄存器處于直通狀態(tài)，即把WR2和XFER都接數(shù)字地。

特點(diǎn)：數(shù)據(jù)只要一寫(xiě)入DAC芯片，就立即進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，可減少一條輸出指令。（2）DAC0832的工作方式DAC0832有無(wú)鎖存、一級(jí)鎖存和二級(jí)鎖存三種工作方式。

①無(wú)鎖存工作方式

②一級(jí)鎖存工作方式③二級(jí)鎖存工作方式條件：CPU要對(duì)DAC芯片進(jìn)行兩步寫(xiě)操作；ILE接高電平，WR1、WR2均接CPU的IOW，CS、XFER接地址譯碼信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)換啟動(dòng)異步進(jìn)行，提高轉(zhuǎn)換速率。

（3）DAC0832的主要技術(shù)性能電流建立時(shí)間：1μs；分辨率：8位；線性誤差：0.2%FSR；非線性誤差：0.4%FSR；工作方式：二級(jí)鎖存、一級(jí)鎖存、直接輸入；數(shù)字輸入：與TTL兼容；增益溫度系數(shù)：0.002%FSR/℃；低功耗：20mW；單電源：+5～＋15V；參考電壓：＋10V～－10V。10.2.4D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器的連接包括三部分，即數(shù)據(jù)線、控制線和地址線。1．8位D/A轉(zhuǎn)換器與CPU的接口對(duì)于8位D/A轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)單的連接方法是通過(guò)8位數(shù)據(jù)鎖存器（例如，8D鎖存器74LS273）與8位微處理器的總線相連。（1）無(wú)鎖存方式（2）一級(jí)鎖存方式②三角波程序START：MOV AL， 0DOWN：OUT 0FEH， AL INC AL JNZ DOWN MOV AL， 0FEHUP： OUT 0FEH， AL INC AL JNZ UP JMP DOWN HLT①鋸齒波程序START：MOV AL， 0LP：OUT 0FEH，ALINC ALJMP LPHLT③方波程序START: MOV AL, 33H OUT 0FEH, AL CALL DELAY MOV AL, 0FEH OUT 0FEH, AL CALL DELAY JMP START DELAY:… HLT

例10-1DAC0832用作波特率發(fā)生器。試根據(jù)圖10.6接線，分別寫(xiě)出產(chǎn)生鋸齒波、三角波和方波的程序。

10.2.4D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口10.2.4D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口（3）二級(jí)鎖存方式在二級(jí)鎖存方式下，每個(gè)DAC0832應(yīng)為CPU提供兩個(gè)I/O端口。8086和DAC0832在二級(jí)鎖存方式下的接線如下圖。

相應(yīng)程序如下：MOV DX， 0DFFFH;指向DFFFH地址MOV AL， Xdata ;X坐標(biāo)值OUT DX， AL ;X坐標(biāo)值寫(xiě)入1＃DAC0832MOV DX， 0F7FFH;指向F7FFH地址MOV AL， Ydata ;Y坐標(biāo)值OUT DX， AL ;Y坐標(biāo)值寫(xiě)入2＃DAC0832MOV DX， 7FFFH ;指向7FFFH地址OUT DX， AL ;啟動(dòng)1＃和2＃DAC0832工作…10.2.4D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口習(xí)題1．DAC0832有（）種工作方式。A．1B．2C．3D．42．一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨能力可以達(dá)到滿量程的（）。A．1/8B．1/16C．1/32D．1/2563．一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器，若精度為±1/2LSB，則其最大可能誤差為（）。A．滿量程的1/2

B．滿量程的1/8C．滿量程的1/256

D．滿量程的1/5124．若D/A轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部有鎖存寄存器，微處理器就把D/A芯片當(dāng)作一個(gè)并行（）；若D/A轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部無(wú)鎖存寄存器，微處理器就把D/A芯片當(dāng)作一個(gè)并行（）。1．如果一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器的精度為±0.1%，則其最大可能誤差為（）。A．最大輸入的±0.1%

B．電源電壓的±0.1%C．滿量程電壓的±0.1%

D．輸出電壓的±0.1%2．一臺(tái)PC機(jī)的擴(kuò)展槽中已插入一塊D/A轉(zhuǎn)換器模塊，其口地址為280H，執(zhí)行下列程序后，D/A轉(zhuǎn)換器輸出波形是（）。DAOUT：MOVDX，280HMOVAL，00HLOOP：OUTDX，ALDECALJMPLOOPA．三角波

B．鋸齒波

C．方波

D．正弦波1．DAC0832是一個(gè)分辨率為（），輸入具有（）功能的D/A轉(zhuǎn)換器。A．8位一級(jí)鎖存B．8位二級(jí)鎖存C．10位一級(jí)鎖存D．10位二級(jí)鎖存2.如下圖所示控制系統(tǒng)框圖中，A應(yīng)是（），B應(yīng)是（）。1．DAC0832內(nèi)部有（）地和（）地。2．LE是DAC0832內(nèi)部寄存器的鎖存命令。當(dāng)其為（）時(shí)，寄存器輸出隨（）變化。當(dāng)LE為0時(shí)，數(shù)據(jù)（）在寄存器，不再隨（）上的數(shù)據(jù)變化而變化。3．在過(guò)程控制應(yīng)用中，有時(shí)對(duì)控制量的輸出要求是（）的，在給定值時(shí)產(chǎn)生的偏差不改變控制量的（），這時(shí)可采用單極性輸出電路。4．在隨動(dòng)系統(tǒng)中，由偏差所產(chǎn)生的控制量不僅（）不同，而且控制量（）不同，這時(shí)要求D/A轉(zhuǎn)換器有雙極性輸出；D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)雙極性輸出，在輸出除需要有運(yùn)算放大器外還應(yīng)增加（）。判斷題1．傳感器是一種把非電熱物理量轉(zhuǎn)換成電量的器件。（）2．DAC0832為電壓輸出型D/A轉(zhuǎn)換器，可提供單極性和雙極性兩種輸出方式。（）3．當(dāng)D/A轉(zhuǎn)換器與CPU相連時(shí)，如果CPU的數(shù)據(jù)總線的位數(shù)小于D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，則需要采用多級(jí)緩沖結(jié)構(gòu)。（）1．DAC0832與微機(jī)接口電路已正常工作，為單緩沖方式，其口地址為380H，執(zhí)行以下程序：MOVDX，380HA2:MOVAL，-1OUTDX，ALCALLMS100；延時(shí)NOTALA0：OUTDX，ALINCALCMPAL，-1JNEA0A1：OUTDX，ALDECALCMPAL，0JNEA1JMPA2（1）畫(huà)出輸出端波形示意圖；（2）若將最后一條指令改為JMPA0，畫(huà)出輸出端波形示意圖；（3）若將最后一條指令去掉，會(huì)出現(xiàn)什么情況？10．利用DAC0832作為函數(shù)波形發(fā)生器，電路如圖10.5所示：（1）請(qǐng)分析并寫(xiě)出8255A芯片各自的端口地址。（2）請(qǐng)分析并寫(xiě)出8255A芯片的方式控制字。（3）請(qǐng)問(wèn)DAC0832的地址如何產(chǎn)生，如何訪問(wèn)？（4）用此電路產(chǎn)生三角波，請(qǐng)編程實(shí)現(xiàn)。1．試?yán)肈AC0832芯片設(shè)計(jì)一個(gè)階梯波信號(hào)源，要求每一個(gè)波形有10個(gè)臺(tái)階，周期為10MS，即每一個(gè)臺(tái)階要維持1MS，輸出電壓為5V，如右圖所示，試畫(huà)出相應(yīng)電路圖并編寫(xiě)程序。2