单片机应用技术 外围设备与接口 3模/数转换器原理 顾筠
外 围 设 备 与 接 口 单片机应用技术 3 模 / 数 转 换 器 原 理 顾 筠
外图设备与接口 数/模转换器原理 DAC0832应用 模/数转换器原理 ADC0809应用 5 数码管应用
外围设备与接口 1 数/模转换器原理 2 DAC0832应用 3 模/数转换器原理 4 ADC0809应用 5 数码管应用
3模/数转换器原理 >模/数(AD)转换器：把输入的模拟信号（电流或电压） 转换为二进制代码表示的数字信号输出的器件。 ●0 pEEERPPPPP AD7705B ADC0808CCN ADC0809CCN
3 模/数转换器原理 Ø模/数（A/D）转换器：把输入的模拟信号（电流或电压） 转换为二进制代码表示的数字信号输出的器件。 AD7705B ADC0808CCN ADC0809CCN
(1)A/D转换过程 >A/D转换将模拟信号转换为数字信号。转换过程通过取样、 保持、量化和编码四个步骤完成。 模拟量输入 数字量输出 采样 保持 量化 编码 DO
ØA/D转换将模拟信号转换为数字信号。转换过程通过取样、 保持、量化和编码四个步骤完成。 （1）A/D转换过程 VI 采样 保持 量化 编码 DO 模拟量输入 数字量输出
采样与保持 >采样：将连续变化的模拟信号变为离散的脉冲信号的过程。 即将模拟量转换为一系列等间隔的脉冲，脉冲的幅度取决 于输入的模拟量。 >保持：模拟信号经采样后，得到一系列样值脉冲。采样脉 冲宽度τ一般是很短暂的，在下一个采样脉冲到来之前， 应暂时保持所取得的样值脉冲幅度，以便进行转换。因此， 在取样电路之后须加保持电路
Ø采样：将连续变化的模拟信号变为离散的脉冲信号的过程。 即将模拟量转换为一系列等间隔的脉冲，脉冲的幅度取决 于输入的模拟量。 Ø保持：模拟信号经采样后，得到一系列样值脉冲。采样脉 冲宽度τ一般是很短暂的，在下一个采样脉冲到来之前， 应暂时保持所取得的样值脉冲幅度，以便进行转换。因此， 在取样电路之后须加保持电路。 采样与保持
量化与编码 >量化：将采样后的样值电平归化到与之接近的离散数值 上，这个过程称为量化。 >编码：采用一组数码（如二进制码）来逼近量化的幅值， 将其转化为数字信号。 ·量化误差：用数字量来表示连续变化的模拟量时有一个类似于四舍五入 的近似问题。 ·分辨率：一组数码的最末位所代表的模拟量叫做量化分辨率，也称量化 单位
Ø量化：将采样后的样值电平归化到与之接近的离散数值 上，这个过程称为量化。 Ø编码：采用一组数码（如二进制码）来逼近量化的幅值， 将其转化为数字信号。 l量化误差：用数字量来表示连续变化的模拟量时有一个类似于四舍五入 的近似问题。 l分辨率：一组数码的最末位所代表的模拟量叫做量化分辨率，也称量化 单位。 量化与编码
(2)A/D转换器分类 >A/D转换器分类方法： ·按照输出代码的有效位数 。按照转换速度 ●按照转换方法 ●按和计算机的接口方式 ●按电路形式（直接转换法和间接转换法）
ØA/D转换器分类方法： l 按照输出代码的有效位数 l 按照转换速度 l 按照转换方法 l 按和计算机的接口方式 l 按电路形式（直接转换法和间接转换法） （2）A/D转换器分类
(2)A/D转换器分类 按照输出代码 [4、6、8、10、13、14、16、24位 的有效位数分 BCD码输出的3.5位、4.5位、5.5位等 【超高速（转换时间<=lns) A/D 按照转换速度分{ 高速（转换时间<=1us) 转换器的种类 中速（转换时间<=lms) 、低速（转换时间<=1s) 计数式AD转换 逐次逼近式AD转换* (直接转换法) 按照转换方法分 并行直接比较式AD转换 双积分近式AD转换*（间接转换法 按和计算机的 ∫并行AVD转换器 接口方式分 串行AD转换器
A/D 转 换 器 的 种 类 按照输出代码 的有效位数分 4、6、8、10、13、14、16、24位 BCD码输出的3.5位、4.5位、5.5位等 按照转换速度分 超高速（转换时间 <=1ns） 高速（转换时间 <=1us） 中速（转换时间 <=1ms） 低速（转换时间 <=1s） 按照转换方法分 计数式A/D转换* 逐次逼近式A/D转换* 并行直接比较式A/D转换 双积分近式A/D转换*（间接转换法） 按和计算机的 接口方式分 并行A/D转换器 串行A/D转换器 （直接转换法） （2）A/D转换器分类
(3)A/D转换器组成与特点 ◆不同转换方法的转换器的组成与特点不同 >计数式AVD转换器：由计数器、D/A转换器、比较器组成。 ·特点：电路简单、成本低 >逐次逼近式A/D转换器：用逐次逼近式寄存器取代了计数 器，克服了计数式A/D转换器转换速度慢的缺陷。 ●特点：精度高、转换速度快、其转换时间在几us到100us左 右，属中速转换器，缺点是抗干扰能力不强
u不同转换方法的转换器的组成与特点不同 Ø计数式A/D转换器：由计数器、D/A转换器、比较器组成。 l 特点：电路简单、成本低 Ø逐次逼近式A/D转换器：用逐次逼近式寄存器取代了计数 器，克服了计数式A/D转换器转换速度慢的缺陷。 l特点：精度高、转换速度快、其转换时间在几us到100us左 右，属中速转换器，缺点是抗干扰能力不强。 （3）A/D转换器组成与特点
(3)A/D转换器组成与特点 ◆不同转换方法的转换器的组成与特点不同 >双积分式AD转换器：对C充电的正向积分和放电的反向 积分。放电时开始计数。 ●特点：消除干扰及抗电源噪声能力强，缺点是转换速度 慢
u不同转换方法的转换器的组成与特点不同 Ø双积分式A/D转换器：对C充电的正向积分和放电的反向 积分。放电时开始计数。 l特点：消除干扰及抗电源噪声能力强，缺点是转换速度 慢。 （3）A/D转换器组成与特点