73DAC和ADC接口技术

17.3.1模拟接口概述7.3.2DAC及其接口7.3.3ADC及其接口7.3A/D、D/A转换接口技术2单片机的外部设备不一定都是数字式的，也经常会和模拟式的设备连接。例如单片机来控制温度、压力时，温度和压力都是连续变化的，都是模拟量，在单片机与外部环境通信的时候，就需要有一种转换器来把模拟信号变为数字信号，以便能够输送给单片机进行处理。而单片机送出的控制信号，也必须经过变换器变成模拟信号，才能为控制电路所接受。这种变换器就称为数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器。CPU与模拟外设之间的接口电路称为模拟接口。在这一节里将介绍单片机与A/D及D/A转换器接口，以及有关的应用。7.3.1模拟接口概述3一、DAC介绍1．DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2．DAC的参数：描述D／A转换器性能的参数很多，主要有以下几个：(1)分辨率(Resolution)(2)偏移误差(OffsetError)(3)线性度(Linearity)(4)精度(Accuracy)(5)转换速度(ConvemionRate)(6)温度灵敏度(TemperatureSensitivity)7.3.2DAC及其接口DAC0832集成化的D/A转换器有两类不同的芯片：一类是不便和微处理器／微计算机接口的，这类芯片只有数字输入、模拟输出等端子，不带使能端及其他控制端。另一类D/A芯片是为微机系统设计的，因而带有使能端等控制输入，以便和微机接口。能与微机接口的D/A芯片也有许多种，其中有的是不带数据锁存器的，这类D/A转器与微机连接时不够方便。也有的是带有数据锁存器的，目前应用较广泛，下面通过典型芯片来介绍单片机与这类D／A转换器的接口。4一、DAC介绍1．DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2．DAC的参数：描述D／A转换器性能的参数很多，主要有以下几个：(1)分辨率(Resolution)(2)偏移误差(OffsetError)(3)线性度(Linearity)(4)精度(Accuracy)(5)转换速度(ConvemionRate)(6)温度灵敏度(TemperatureSensitivity)分辨率反映了数字量在最低位上变化1位时输出模拟量的最小变化。一般用相对值表示。对于8位D/A转换器来说，分辨率为最大输出幅度的0.39％，即为1/256。而对于10位D/A转换器来说，分辨率可以提高到0.1％，即1/1024。7.3.2DAC及其接口5一、DAC介绍1．DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2．DAC的参数：描述D／A转换器性能的参数很多，主要有以下几个：(1)分辨率(Resolution)(2)偏移误差(OffsetError)(3)线性度(Linearity)(4)精度(Accuracy)(5)转换速度(ConvemionRate)(6)温度灵敏度(TemperatureSensitivity)偏移误差是指输人数字量为0时，输出模拟量对0的偏移值。这种误差一般可在D/A转换器外部用电位器调节到最小。7.3.2DAC及其接口6一、DAC介绍1．DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2．DAC的参数：描述D／A转换器性能的参数很多，主要有以下几个：(1)分辨率(Resolution)(2)偏移误差(OffsetError)(3)线性度(Linearity)(4)精度(Accuracy)(5)转换速度(ConvemionRate)(6)温度灵敏度(TemperatureSensitivity)线性度是指D/A转换器的实际转移特性与理想直线之间的最大误差，或最大偏移。一般情况下，偏差值应小于土言LSB。这里LSB是指最低一位数字量变化所带来的幅度变化。7.3.2DAC及其接口7一、DAC介绍1．DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2．DAC的参数：描述D／A转换器性能的参数很多，主要有以下几个：(1)分辨率(Resolution)(2)偏移误差(OffsetError)(3)线性度(Linearity)(4)精度(Accuracy)(5)转换速度(ConvemionRate)(6)温度灵敏度(TemperatureSensitivity)精度为实际模拟输出与理想模拟输出之间的最大偏差。除了线性度不好会影响精度之外，参考电源的波动等因素都会影响精度。可以理解为线性度是在一定测试条件下得到的D/A转换器的误差，而精度是指在实际工作时的D／A转换器的误差，一般质量的D/A转换器的精度为满量程的0.2％±1LSB。7.3.2DAC及其接口8一、DAC介绍1．DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2．DAC的参数：描述D／A转换器性能的参数很多，主要有以下几个：(1)分辨率(Resolution)(2)偏移误差(OffsetError)(3)线性度(Linearity)(4)精度(Accuracy)(5)转换速度(ConvemionRate)(6)温度灵敏度(TemperatureSensitivity)转换速度即每秒钟可以转换的次数，其倒数为转换时间。7.3.2DAC及其接口9一、DAC介绍1．DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2．DAC的参数：描述D／A转换器性能的参数很多，主要有以下几个：(1)分辨率(Resolution)(2)偏移误差(OffsetError)(3)线性度(Linearity)(4)精度(Accuracy)(5)转换速度(ConvemionRate)(6)温度灵敏度(TemperatureSensitivity)温度灵敏度是指输入不变的情况下，输出模拟信号随温度的变化。7.3.2DAC及其接口10DAC0832的结构DAC0832的引脚DAC0832的接口DAC0832的应用二、典型DAC芯片及其接口118位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7＆++ILEVREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE28位输入寄存器由8个D锁存器组成，用来作为输入数据的缓冲寄存器。它的8个数据输入可以直接和微机的数据总线相连。LE1为其控制输入，LE1=1时，D触发器接收信号，IE1=0时，为锁存状态。8位DAC寄存器它也由8个D锁存器组成。8位输人数据只有经过DAC寄存器才能送到D／A转换器去转换。它的控制端为LE2，当LE2=1时，输出跟随输入，而当LE2=0时为锁存状态。DAC寄存器的输出直接送到8位D／A转换器进行数模转换。LE1=1的条件：ILE=1，=0，=0LE2=1的条件：=0，=0Rfb1、DAC0832的结构12DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。①VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。②AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。③参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到—10V范围内选用。8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7＆++VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2RfbDAC083212345678910CSVCCILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7Iout2Iout1WR1AGNDDI3DI2DI1DI0VrefRfbDGND111213141516171819202、DAC0832的引脚ILE138位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7＆++VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。①VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。②AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。③参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到—10V范围内选用。它的输出是与数字量成比例的电流，Vref为参考电压输入，Rfb为运算放大器的反馈电阻，引脚Rfb则是这个反馈电阻瑞，接到运算放大器的输出端。Rfb2、DAC0832的引脚ILE148位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7＆++ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。①VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。②AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。③参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到—10V范围内选用。DAC0832有两个电流输出端：Iout1为DAC电流输出1，当DAC寄存器中为全1时，输出电流最大，当DAC寄存器中为全0时，输出电流为0。Iout2为DAC电流输出2，Iout2为一常数与Iout1之差，即Iout1+Iout2=常数在实际使用时，总是将电流转为电压来使用，即将Iout1和Iout2加到一个运算放大器的输入。RfbIout2Iout1Rfb电平输出＋－2、DAC0832的引脚158位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7＆++ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。①VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。②AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。③参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到—10V范围内选用。DI0—DI7是数字量输入信号线。可以直接和微机的数据总线相连。Rfb2、DAC0832的引脚168位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7＆++ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。①VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。②AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。③参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到—10V范围内选用。ILE：输入锁存允许信号，高电平有效。只有当ILE=1时，输人数字量才可能进入8位输入寄存器。Rfb2、DAC0832的引脚178位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7＆++ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。①VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。②AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。③参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到—10V范围内选用。CS：片选输入，低电平有效。只有当WR1·CS=0时，这片0832才被选中工作。Rfb2、DAC0832的引脚188位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7＆++ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。①VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。②AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。③参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到—10V范围内选用。WR1：写信号1，低电平有效，控制输入寄存器的写入。Rfb2、DAC0832的引脚198位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/