微機(jī)原理AD DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

PAGE6PAGE5微機(jī)原理及接口技術(shù)之AD及DA實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．了解A/D芯片ADC0809和D/A芯片DAC0832的電氣性能；外圍電路的應(yīng)用性搭建及有關(guān)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)；與CPU的接口和控制方式；相關(guān)接口參數(shù)的確定等；2．了解數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采樣保持器的作用和采樣頻率對拾取信號失真度的影響，了解香農(nóng)定理；3．了解定時計(jì)數(shù)器Intel8253和中斷控制器Intel8259的原理、工作模式以及控制方式，訓(xùn)練控制定時器和中斷控制器的方法，并學(xué)習(xí)如何編寫中斷程序。4．熟悉X86匯編語言的程序結(jié)構(gòu)和編程方法，訓(xùn)練深入芯片編寫控制程序的編程能力。二．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．完成0～5v的單極性輸入信號的A/D轉(zhuǎn)換，并與實(shí)際值（數(shù)字電壓表的測量值）比較，確定誤差水平。要求全程至少10個點(diǎn)。2．完成-5v～+5v的雙極性輸入信號的A/D轉(zhuǎn)換，并與實(shí)際值（數(shù)字電壓表的測量值）比較，確定誤差水平。要求全程至少20個點(diǎn)。3．把0～FF的數(shù)據(jù)送入DAC0832并完成D/A轉(zhuǎn)換，然后用數(shù)字電壓表測量兩個模擬量輸出口（OUT1為單極性，OUT2雙極性）的輸出值，并與計(jì)算值比較，確定誤差水平。要求全程至少16個點(diǎn)。三．實(shí)驗(yàn)儀器：Aedk-ACT實(shí)驗(yàn)箱1套（附電源線1根、通信線1根、實(shí)驗(yàn)插接線若干、跳線子若干）；臺式多功能數(shù)字表1臺（附電源線1根、表筆線1付（2根）、）；PC機(jī)1臺； 實(shí)驗(yàn)用軟件：Windows98+LcaACT（IDE）。四．實(shí)驗(yàn)接線和實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)箱提供現(xiàn)成的電路模塊，需手工連接的線路如下：模擬輸入部分有8路多路開關(guān)，可由3位地址輸入A0、A1、A2的不同組合來選擇（這三條地址信號可所存）。主體部分是采用逐次逼近式的A/D轉(zhuǎn)換電路，由CLK信號控制內(nèi)部電路的工作，由START信號控制轉(zhuǎn)換開始。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字在內(nèi)部鎖存，然后輸出。其中START為啟動命令，高電平有效。由它啟動以上芯片的A/D轉(zhuǎn)換過程。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成，輸出信號EOC低電平有效。OE為輸出允許信號，高電平有效。當(dāng)在此輸入端共給一個有效信號，打開輸出三態(tài)緩沖器，把轉(zhuǎn)換后的結(jié)果輸至數(shù)據(jù)總線。ADC0809由接口A1結(jié)+5V與地實(shí)現(xiàn)單極性連接，ADC0809是八位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，輸出信號為（00000000-11111111），將輸出信號轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制*5/255即為模擬信號的測量值，通過比較，計(jì)算誤差。（圖1）單極性信號AD變換接線圖（圖2）雙極性信號AD變換接線圖ADC0809由接口A7接+5V與-5V實(shí)現(xiàn)雙極性連接，ADC0809是八位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，輸出信號為（00000000-11111111），將輸出信號轉(zhuǎn)換為（十進(jìn)制*10/255-10）——即為模擬信號的測量值，通過比較，計(jì)算誤差。（圖3）數(shù)據(jù)的DA變換實(shí)驗(yàn)接線圖實(shí)驗(yàn)1：C4模塊和B5模塊作如圖1所示連接：實(shí)驗(yàn)2：C4模塊和B5模塊作如圖2所示連接：實(shí)驗(yàn)3：實(shí)驗(yàn)電路不需要另外接線，只需用電壓表測B1模塊的OUT1和OUT2的輸出電壓值，如圖3所示。DAC0832工作過程：

①CPU執(zhí)行輸出指令，輸出8位數(shù)據(jù)給DAC0832；

②在CPU執(zhí)行輸出指令的同時，使ILE、/CS、/WR1三個控制信號端都有效，8位數(shù)據(jù)鎖存在8位輸入寄存器中；

③當(dāng)/WR2、/XFER兩個控制信號端都有效時，8位數(shù)據(jù)再次被鎖存到8位DAC寄存器，這時8位D/A轉(zhuǎn)換器開始工作，8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的模擬電流，從Iout1和Iout2輸出。依次改變輸入信號，分別測量單極性和雙極性電壓。由計(jì)算可得輸出準(zhǔn)確值，與測量值相比較即可得出誤差。五．實(shí)驗(yàn)步驟1．單極性輸入信號的A/D轉(zhuǎn)換：=1\*GB2⑴．按線：按六/實(shí)驗(yàn)1接線=2\*GB2⑵．編程：程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序框圖設(shè)計(jì)代碼編輯編譯鏈接=3\*GB2⑶．調(diào)試：加載調(diào)試=4\*GB2⑷．運(yùn)行：=1\*GB3①．運(yùn)行程序1．單極性輸入信號的A/D轉(zhuǎn)換：CodesegmentAssumecs:codeStart:movedx,ooA1HMoveal,01HOutdx,alCalldelayInal,dxJmpstartDelayprocMovecx,0100HLoop$RetDelayendpCodeendsEndsstart=2\*GB3②．改變輸入信號的電平值，記錄轉(zhuǎn)換結(jié)果（數(shù)據(jù)）=5\*GB2⑸．結(jié)果：序號轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(計(jì)算)值實(shí)測值誤差10.500(19)H0.4900.01021.00(33)H1.0000.00031.500(4D)H1.501-0.00141.998(66)H2.000-0.00252.500(7H)H2.4900.01062.999(99)H3.000-0.00173.500(B3)H3.510-0.01083.999(CD)H4.020-0.02194.501(E7)H4.529-0.028104.837(F8)H4.863-0.0262．雙極性輸入信號的A/D轉(zhuǎn)換：=1\*GB2⑴．按線：按六/實(shí)驗(yàn)2接線程序清單：CodesegmentAssumecs:codeStart:movedx,ooA7HMoveal,01HOutdx,alCalldelayInal,dxJmpstartDelayprocMovecx,0100HLoop$RetDelayendpCodeendsEndsstart警告：如果雙極性信號連在ADC的單極性輸入端（IN0～I(xiàn)N5）很可能燒毀芯片。=2\*GB2⑵．、=3\*GB2⑶．、=4\*GB2⑷．步驟與1．同。序號轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(計(jì)算)值實(shí)測值誤差1-4.820(01)H-4.9610.1412-4.011(17)H-4.0980.0873-3.007(30)H-3.1180.1284-1.502(56)H-1.6270.1115-0.520(6E)H-0.6860.12561.499(A1)H1.3140.12572.550(BD)H2.4120.18583.495(D6)H3.3920.13894.444(EC)H4.2940.103104.837(F8)H4.7250.1123．?dāng)?shù)據(jù)的D/A轉(zhuǎn)換：=1\*GB2⑴．按線：不用接線。程序清單：codesegmentassumecs:codestart:movedx,0000Hmoveal,00HL:outdx,alCalldelayAddal,11HJmpLDelayprocMovecx,0100HLoop$RetDelayendpCodeendsEndstart=2\*GB2⑵．、=3\*GB2⑶．同上序號轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(計(jì)算)值實(shí)測值誤差(%)轉(zhuǎn)換(計(jì)算)值實(shí)測值誤差(%)1（00）H-5.000-5.115-0.1150.0000.0020.0022（11）H-4.333-4.415-0.0820.3330.331-0.0023（22）H-3.667-3.725-0.0850.6670.659-0.0804（33）H-3.000-3.036-0.0361.0000.987-0.0135（44）H-2.667-2.347-0.0141.3331.637-0.0176（55）H-1.667-1.6380.0311.6671.969-0.0307（66）H-1.000-0.9450.0552.0002.298-0.0318（77）H-0.333-0.2830.0602.3332.611-0.0359（88）H0.3330.4110.0782.6672.949-0.05610（99）H1.0001.0900.0903.0003.275-0.05111（AA）H1.6671.8030.1633.3333.618-0.06812（BB）H2.3332.5010.1683.6683.925-0.04913（CC）H3.0003.1430.1434.0004.255-0.07514（DD）H3.6674.5270.1644.3334.583-0.08715（EE）H4.3335.2190.1944.6664.917-0.074六．誤差分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)論1.由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備不精確而引起的系統(tǒng)誤差，例如：實(shí)驗(yàn)設(shè)備制作不精確，使用時間過長引起的設(shè)備老化，而引起的誤差。2．讀數(shù)不精確引起的偶然誤差。在電