DA与AD转换

nullDA与AD转换DA与AD转换概述： 计算机应用中，有时需处理的信息不是数字量，而是一些随时间连续变化的模拟量，甚至是一些非电量，如温度、压力、速度等。 模拟量的存储处理困难。DA与AD转换DA与AD转换概述： 首先将非电的模拟信号变成与之对应的模拟电信号，这要通过各种传感器来完成。 计算机可处理的信息均是数字量（电脉冲信号）1和0，必须把要处理的模拟电量转换成数字化的电信号，这需要模拟(Analog)与数字(Digital)转换电路。 DA与AD转换DA与AD转换数字到模拟转换:(Digital to Analog Convert, D/A) D/A转换电路是模拟电路加上电子开关。 D/A转换电路的核心是一个运算放大器。 运算放大器的特性:(Operation Amplifier) K->无穷大， V和->0 传递函数：V0 = -Vi * R0/Ri Ii->0, I和=IfIiIRiRoIf+--KVoViV和DA与AD转换DA与AD转换数字到模拟转换： 下图为梯形R-2R电阻网络D/A转换器null2021252627……...RIF- OA +I2RRK7VA2RRK5VC2RRK6VBVREF2R2RK0VH2RRK1 < = R……...VG……...……...R-2R 电阻梯形网络用于D/A转换器 V0DA与AD转换DA与AD转换数字到模拟转换： 梯形R-2R电阻网络D/A转换器 Ki受一个8位二进制代码控制 某位为1，对应开关K倒向右边； 某位为0，对应开关K倒向左边。 Ki不论倒向哪边，均为接地 VA-VH 的电位为： VREF，1/2VREF，..1/128VREF VO= -VREF *（1/2K7+1/4K6+…+1/256K0） V0= -（0-255/256）VREF DA与AD转换DA与AD转换数字到模拟转换： 8位D/A转换器DAC0830系列器件 国家半导体公司（NS)产品，0830、0831、0832。 R-2R梯形电阻网络D/A转换器，双缓冲结构。 单电源、低功耗、电流建立时间1uS。 与微计算机接口方便。 数字到模拟转换： 数字到模拟转换： 8位D/A转换器DAC0830系列器件 ILE： 输入锁存允许； WR1#： 加载IN REG； WR2#: 加载DAC REG； XFER#: IN REG传到DAC REG； Iout1,Iout2: 外接OA输入； Rfb: 反馈电阻接OA输出； VREF： 参考电源，控制输出电压变化范围。 null(MSB ) DI 7 DI 6 DI 5 DI 4 DI 3 DI 2 DI 1 DI 0(LSB )D D D D D D D D 8-bit 输 入 REG0 0 0 0 0 0 0 0D D D D D D D D 8-bit 输 入 REG0 0 0 0 0 0 0 0 8-bit R-2R梯形网络DAC RFBRFBAGNDIOUT1IOUT2VREFLELEILECS# WR1#WR2#XFER#LE = “1” 0 随D变LE = “0” D端数据被锁存DAC 0830 框图数字到模拟转换：数字到模拟转换：8位D/A转换器DAC0830系列器件 典型应用方法 VOUT=VREF*（数字量输入/256)nullDAC 典型应用接线XFER# WR2# WR1# CS# RFBDB 7 ： DB 0DAC 08301083110832 VREF AGND DGND- OA +IOUT1IOUT2DATA BUSuP B U SVOUTnull双缓冲操作定时DATA BUS VALID DAC TATA…...…...…... CS # input REG. 透明input REG. LATCHESDAC. RES.透明…...WR1# & WR2#INPUT LATCH UPDATEDANALOG OUTPUT UPDATED DAC REG LATCHEDXFER # ILE = “1”…...null单缓冲操作定时DATA BUS VALID DAC TATA CS #WR # ANALOG OUTPUT UPDATED DATA LATCHED（ ILE =1，WR2# = XFER# = 0）DA与AD转换DA与AD转换模拟到数字转换 (Analog to Digital Convert) 逐次逼近法A/D 转换原理 (Successive Approximation , SA) 模拟到数字转换 模拟到数字转换逐次逼近法A/D 转换原理+-V+V-VoutCLKDACSAR模拟输入数字输出置数选择逻辑Comp.模拟到数字转换模拟到数字转换逐次逼近法A/D 转换原理VMAX0.75 VMAX0.6875 VMAX0.75 VMAX0.625 VMAX0.5 VMAX0.5 VMAX第一次猜测值 1000第二次猜测值 1100第三次猜测值 1010第四次猜测值 1011VIN0 V4-位逐次逼近A/D 转换过程t模拟到数字转换模拟到数字转换逐次逼近法A/D 转换原理In < 4 ?In < 2 ?In < 6 ?In < 1 ?In < 3?In < 5 ?In < 7 ?<=><<<<<>>>>>><======In=1In=0In=2In=3In=4In=5In=6In=7三位逐次逼近 A/D转换过程模拟到数字转换模拟到数字转换软件实现逐次逼近法A/D转换 硬件：比较器、D/A 转换器、并行接口Analog in _+VGOH: 0V FFH :-5V DAC14088PC7PB0~7µC8255A(-5V~ 0 )-5V+5VViDAC：1408；00H: 0V, FFH:-5V模拟到数字转换模拟到数字转换8位A/D转换集成电路ADC0801 8位逐次逼近法A/D转换器； 模拟输入 ：0 — 5V 变化； 转换时间：100 uS；µP 接 口CS# CLKR RD# CLKIN WR# VIN(+) INTR# VIN(-) (ADC0801) DB7 AGND | VREF/2 DB0 DGND10KVCCnull定时：启动转换： CS#….….WR#内部状态INTR #FCLK=640KHz(TYP)300ns RESET INTR# 1~8个CLK周期开始 A TO D0.5 TCLK 转换时间 > 66CLK 周 期 BUSY…. NOT BUSY模拟到数字转换模拟到数字转换8位A/D转换集成电路 ADC 0809ADC 0809 内部结构框图Start CLK控制与时序EOC八 路 模 拟 开 关SAR开关树256R电阻网络锁存与 三态 输出 电 源地址锁存 与译码D0： ： ：D7OEVCCENDIN0： ： ：IN7AD0AD1AD2ALEVrdf+Vrdf-模拟到数字转换模拟到数字转换8位A/D转换集成电路 ADC 0809ADC 0809 工作时序时钟起动1/ftWStWALEALE稳定地址tStH稳定 比较器 内部输入模拟输入1/2LSB t D输出允许变换结束 EOC tEOCtC输出三态…….…….…….…….…….…….…….…….…….…….