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D/A和A/D转换接口技术微机原理与接口技术 D/A和A/D转换接口技术 当用计算机来构成数据采集过程或过程控制等系统时，所要采集的外部信号或被控制对象的参数，往往是温度、压力、流量、声音和位移等连续变化的模拟量。但是，计算机只能处理不连续的数字量，即离散的有限值。因此，必须用模数转换器即A/D转换器（Analog 投Digital Converter，ADC），将模拟信号变成数字量后，才能送入计算机进行处理。计算机处理后的结果，也要经过数模转换器即D/A转换器（Digital to Analog Converter，DAC），转换成模拟量后，在示波器上显示结果波形和在记录仪上描记下来，或者驱动执行部件，达到控制的目的。 图1-10 D/A转换器组成结构图9.2.1 D/A转换器 1.D/A转换器的工作原理 D/A转换器的作用是将计算机输出的二进制代码转换成模拟量，它实际上是一种解码器，把输入的每一位二进制数码按照权来转换为对应的模拟量，再把各模拟量相加。 D/A转换器基本原理：数字量由一位一位的数构成，每个数位都代表一定的权。比如1101B，最高位的权是23=8，所以此位上的1表示数值1×8=8，最低的权是20=1，此位上的1表示数值1，其他位的情况类似，所以二进制1101B就是十进制13。2.D/A转换器的性能指标（1）分辨率。（2）精度。（3）建立时间。（4）输出电平。（5）线性误差。（6）温度系数。图1-12 DAC0832的逻辑结构图3.典型的D/A转换芯片1）DAC0832的结构DAC0832是NS公司（national semiconductor corporation）生产的内部带有数据输入寄存器和R-2RT型电阻解码网络的8位D/A转换器，其逻辑结构框图如图1-12所示。DAC0832内部有两个数据缓冲寄存器：8位输入寄存器和8位DAC寄存器。2）DAC0832的工作方式 改变DAC0832的有关控制信号的电平，可使DAC0832处于3种不同的工作方式。（1）直通方式。（2）单缓冲方式。（3）双缓冲方式。9.2.2 A/D转换器 1.A/D转换器的工作原理 A/D转换器用于将模拟量转换成相应的数字量，转换过程通过采样、保持、量化和编码4个步骤。当外部的模拟量要输入计算机进行处理时，必须将输入模拟量通过A/D转换接口送入计算机。 A/D转换器与D/A转换器完成的任务正好相反，它实际上是一种将模拟信号变换为数字信号的编码器。类同于D/A转换器，若参考量为R，则输出数字量D和输入模拟量A之间的关系为：D≈A/R231452.A/D转换器的主要性能指标精度。转换时间。分辨率。温度系数和增益系数。对电源电压变化的抑制比。图1-13 计数式A/D转换器 3.实现A/D转换的方法 1）计数式A/D转换器 计数式A/D转换器转换原理最简单直观，它由D/A转换器、计数器和比较器组成，如图1-13所示。图1-14 逐位逼近法A/D转换器2）逐位逼近法A/D转换器 逐位逼近法A/D转换器既照顾了转换速度，又具有一定的精度，是目前应用最多的一种，它由一个比较器、D/A转换器、寄存器以及控制电路组成，如图1-14所示。图1-16 ADC0809结构框图4.典型的A/D芯片ADC08091）ADC0809的内部结构及其引脚ADC0809是CMOS单片型8位逐次逼近法A/D转换器，如图1-16所示，它由8位的逐位逼近法A/D转换器、8路模拟开关、地址锁存与译码逻辑等组成。芯片内有8路模拟开关，可选择8个模拟量输入，而且有三态输出，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入/输出与TTL兼容。图1-17 ADC0809引脚ADC0809芯片共有28个引脚，采用双列直插式封装，如图1-17所示。2）ADC0809的工作过程 ADC0809的工作过程：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐位逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用于中断请求。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。谢谢观看！微机原理与接口技术