AD和DA转换器接口.ppt

第九章
A/D和D/A转换器接口9.1MCS-51单片机与D/A转换器的 接口和应用
9.1.1典型D/A转换器芯片DAC0832
DAC0832是一个8位D/A转换器芯片，单电源供电，从+5V～+15V均可正常工作，基准电压的范围为±10V，电流建立时间为1µs，CMOS工艺，低功耗20mm。其内部结构如图9.1所示，它由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组成和引脚排列如图9.2所示。
该D/A转换器为20引脚双列直插式封装，各引脚含义如下：
(1)D7～D0——转换数据输入。
(2)CS——片选信号（输入），低电平有效。
(3)ILE——数据锁存允许信号（输入），高电平有效。
(4)WR1——第一信号（输入），低电平有效。该信号与ILE信号共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当ILE=1和XFER=0时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1和WR1=1时，为输入寄存器锁存方式。
(5)WR2——第2写信号(输入),低电平有效.该信号与信号合在一起控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:当WR2=0和XFER=0时,为DAC寄存器直通方式;当WR2=1和XFER=0时,为DAC寄存器锁存方式。
(6)XFER——数据传送控制信号(输入),低电平有效。(7)Iout2——电流输出“1”。当数据为全“1”时，输出电流最大； 为全“0”时输出电流最小。
(8)Iout2——电流输出“2”。
DAC转换器的特性之一是：Iout1+Iout2=常数。
(9)Rfb——反馈电阻端
既运算放大器的反馈电阻端，电阻（15KΩ）已固化在芯片中。因为DAC0832是电流输出型D/A转换器，为得到电压的转换输出，使用时需在两个电流输出端接运算放大器，Rfb即为运算放大器的反馈电阻，运算放大器的接法如图9.3所示。
(10)Vref——基准电压，是外加高精度电压源，与芯片内的电阻网络相连接，该电压可正可负，范围为-10V～+10V.
(11)DGND——数字地
(12)AGND——模拟地9.1.2DAC0832工作方式
DAC0832利用WR1、WR2、ILE、XFER控制信号可以构成三种不同的工作方式。
1)直通方式——WR1=WR2=0时，数据可以从输入端经 两个寄存器直接进入D/A转换器。
2)单缓冲方式——两个寄存器之一始终处于直通，即WR1=0或WR2=0，另一个寄存器处于受控状态。
3)双缓冲方式——两个寄存器均处于受控状态。这种 工作方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。9.1.3单缓冲方式的接口与应用
1．单缓冲方式连接
所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个（多位DAC寄存器）处于直通方式，而另一个处于受控锁存方式。
单缓冲方式连接如图9.3所示。
为使DAC寄存器处于直通方式，应使WR2=0和XFER=0。为此可把这两个信号固定接地，或如电路中把WR2与WR1相连，把XFER与CS相连。
为使输入寄存器处于受控锁存方式，应把WR1接80C51的WR，ILE接高电平。此外还应把CS接高位地址线或地址译码输出，以便于对输入寄存器进行选择。2．单缓冲方式应用举例
【例9.1】锯齿波电压发生器
在一些控制应用中，需要有一个线性增长的电压（锯齿波）来控制检测过程、移动记录笔或移动电子束等。对此可通过在DAC0832的输出端接运算放大器，由运算放大器产生锯齿波来实现，其电路连接图如图9.4所示。
图9.4用DAC0832产生锯齿波电路图中的DAC0832工作于单缓冲方式，其中输入寄存器受控，而DAC寄存器直通。假定输入寄存器地址为7FFFH，产生锯齿波的程序清单如下：
MOVA，#00H ；取下限值
MOVDPTR，#7FFFH ；指向0832口地址
MM：MOVX@DPTR，A ；输出
INCA ；延时
NOP
NOP
NOP
SJMPMM ；反复
执行上述程序就可得到如图9.5所示的锯齿波。图9.5D/A转换产生的锯齿波

几点说明：
(1)程序每循环一次，A加1，因此实际上锯齿波的上升边是由256个小阶梯构成的，但由于阶梯很小，所以宏观上看就如图中所画的先行增长锯齿波。（2）可通过循环程序段的机器周期数，计算出锯齿波的周期。并可根据需要，通过延时的方法来改变波形周期。若要改变锯齿波的频率，可在AJMPMM指令前加入延迟程序即可。延时较短时可用NOP指令实现（本程序就是如此），需要延时较长时，可以使用一个延长子程序。延迟时间不同，波形周期不同，锯齿波的斜率就不同。
（3）通过A加1，可得到正向的锯齿波，反之A减1可得到负向的锯齿波。
（4）程序中A的变化范围是0～255，因此得到的锯齿波是满幅度的。如要求得到非满幅锯齿波，可通过计算求的数字量的处