单片机应用技术 外围设备与接口 数/模转换器原理 顾筠
外 围 设 备 与 接 口 单片机应用技术 1 数 / 模 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 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
前言 >生活中：模拟量 ●在工业控制和参数测量时，常用温度、速度、流量、压 力等物理量。这些连续变化的物理量称为模拟量。 >计算机：数字量 ●计算机只能处理数字量。 ·在计算机控制系统中，要用计算机对各种形式信息进行 处理时，需要进行信号形式的转换
前言 Ø生活中：模拟量 l在工业控制和参数测量时，常用温度、速度、流量、压 力等物理量。这些连续变化的物理量称为模拟量。 Ø计算机：数字量 l计算机只能处理数字量。 l在计算机控制系统中，要用计算机对各种形式信息进行 处理时，需要进行信号形式的转换
模/数与数/模转换 >模/数转换：当需要把模拟信号输入给计算机进行处理 的场合，需要把模拟信号转变为计算机所使用的数字信 号。A/D转换器就是完成模拟量到数字量的转换器件。 >数/模转换：当用计算机进行各种控制时，需要把计算 机中的数字量转换为模拟量输出。D/A转换器就是完成 数字量到模拟量的转换器件
模/数与数/模转换 Ø模/数转换：当需要把模拟信号输入给计算机进行处理 的场合，需要把模拟信号转变为计算机所使用的数字信 号。A/D转换器就是完成模拟量到数字量的转换器件。 Ø数/模转换：当用计算机进行各种控制时，需要把计算 机中的数字量转换为模拟量输出。D/A转换器就是完成 数字量到模拟量的转换器件
ADC和DAC >ADC和DAC是沟通模拟电路和数字电路的桥梁。 传感器 ● 能够将模拟量转换 (温度、压力、流 为数字量的器件称 量等模拟量) 为模数转换器，简 算机 称A/D转换器或ADC 制系统 显示器 计算机 打印机 (数字量) ● 能够将数字量转换 执行部件 DAC 为模拟量的器件称 (电压、电流等 为数模转换器，简 模拟量控制) 称D/A转换器或DAC
ADC和DAC ØADC和DAC是沟通模拟电路和数字电路的桥梁。 传感器 (温度、压力、流 量等模拟量） ADC 计算机 显示器 （数字量） 执行部件 DAC （电压、电流等 模拟量控制） 打印机 l 能够将模拟量转换 为数字量的器件称 为模数转换器，简 称A/D转换器或ADC l 能够将数字量转换 为模拟量的器件称 为数模转换器，简 称D/A转换器或DAC 计 算 机 控 制 系 统
1数/模转换器原理 >数/模(D/A)转换器：把二进制代码表示的数字信号转 换为模拟信号并以电流或电压形式输出的器件。 2P0337AX DAC0832LCN Wolfson公司数模转换芯片XWM8731 ANALOG公司数模转换芯片AD7520 美国数据公司数模转换芯片DAC0832
1 数/模转换器原理 Ø数/模（D/A）转换器：把二进制代码表示的数字信号转 换为模拟信号并以电流或电压形式输出的器件。 Wolfson公司数模转换芯片XWM8731 ANALOG公司数模转换芯片AD7520 美国数据公司数模转换芯片DAC0832
(1)D/A转换器分类 >按数字量的传输方式分 ·串行D/A转换器：在转换速度要求不高、I/O线紧张或没有 并行总线的/O系统中，可选用串行接口的D/A转换芯片。 ●并行D/A转换器：并行D/A转换器具有转换速度快、编程简 单等优点。但连线较多，占用的接口资源较多
Ø按数字量的传输方式分 l 串行D/A转换器：在转换速度要求不高、I/O线紧张或没有 并行总线的I/O系统中，可选用串行接口的D/A转换芯片。 l 并行D/A转换器：并行D/A转换器具有转换速度快、编程简 单等优点。但连线较多，占用的接口资源较多。 （1）D/A转换器分类
(1)D/A转换器分类 >按转换的方式分： ●脉冲调幅、调宽、权电阻式、T型电阻式。 ●权电流型、开关树型、权电容网络。 >DA转换的方法很多，最基本的有： ●权电阻D/A转换器：电阻网络的值是按各二进制位对应的权 值配置的。 ●R-2RT型电阻网络D/A转换器(T型电阻网络D/A转换器)： 电阻网络中只有R和2R这两种阻值
Ø按转换的方式分： l脉冲调幅、调宽、权电阻式、T型电阻式。 l权电流型、开关树型、权电容网络。 ØD/A转换的方法很多，最基本的有： l权电阻D/A转换器：电阻网络的值是按各二进制位对应的权 值配置的。 lR-2R T型电阻网络D/A转换器（T型电阻网络D/A转换器）： 电阻网络中只有R和2R这两种阻值。 （1）D/A转换器分类
(2)D/A转换器基本组成 ○D/A转换器一般由数码缓冲寄存器、模拟电子开关、基 准电源、解码网络和求和电路等组成。 参考 电压 n位数字 模拟量 量输入 数码缓冲 n位数控 输出 寄存器 模拟开关 解码网络 求和电路 n位D/A转换器组成结构图
（2）D/A转换器基本组成 lD/A转换器一般由数码缓冲寄存器、模拟电子开关、基 准电源、解码网络和求和电路等组成。 数码缓冲 寄存器 n位数控 模拟开关 解码网络 n位数字 量输入 模拟量 输出 求和电路 参考 电压 n 位D/A转换器组成结构图
(3)D/A转换原理 >D/A转换器实质上是一个译码器（解码器）。一般常用 的线性D/A转换器，其输出模拟电压uo和输入数字量D。 之间成正比关系。U即为参考电压。 UO-DAUREF do(LSB) 输入 d, D/A 输出 D。 uo或io dn-1(MSB)
（3）D/A转换原理 ØD/A转换器实质上是一个译码器（解码器）。一般常用 的线性D/A转换器，其输出模拟电压uO和输入数字量Dn 之间成正比关系。 UREF 为参考电压。 uO＝DnUREF D/A d0 (LSB) d1 …… dn-1 (MSB) 输入 Dn 输出 uO或iO