D/A轉(zhuǎn)換器輸入的是數(shù)字量,經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出的是模擬量。有關D/A轉(zhuǎn)換器的技術性能指標很多,例如絕對精度、相對精度、線性度、輸出電壓范圍、溫度系數(shù)、輸入數(shù)字代碼種類(二進制或BCD碼)等。
1) 分辯率
分辨率是D/A轉(zhuǎn)換器對輸入量變化敏感程度的描述,與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關。如果數(shù)字量的位數(shù)為n,則D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為2-n。這就意味著數(shù)/模轉(zhuǎn)換器能對滿刻度的2-n輸入量作出反應。
2) 建立時間
建立時間是描述D/A轉(zhuǎn)換速度快慢的一個參數(shù),指從輸入數(shù)字量變化到輸出達到終值誤差±(1/2)LSB(最低有效位)時所需的時間。通常以建立時間來表示轉(zhuǎn)換速度.
轉(zhuǎn)換器的輸出形式為電流時,建立時間較短;輸出形式為電壓時,由于建立時間還要加上運算放大器的延遲時間,因此建立時間要長一點。但總的來說,D/A轉(zhuǎn)換速度遠高于A/D轉(zhuǎn)換速度,快速的D/A轉(zhuǎn)換器的建立時間可達1 μs。
3) 接口形式
D/A轉(zhuǎn)換器與單片機接口方便與否,主要決定于轉(zhuǎn)換器本身是否帶數(shù)據(jù)鎖存器。有兩類D/A轉(zhuǎn)換器,一類是不帶鎖存器的,另一類是帶鎖存器的。對于不帶鎖存器的D/A轉(zhuǎn)換器,為了保存來自單片機的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),接口時要另加鎖存器,因此這類轉(zhuǎn)換器必須在口線上;而帶鎖存器的D/A轉(zhuǎn)換器,可以把它看作是一個輸出口,因此可直接在數(shù)據(jù)總線上,而不需另加鎖存器。
典型D/A轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832
DAC0832是一個8位D/A轉(zhuǎn)換器。單電源供電,從+5 V~+15 V均可正常工作?;鶞孰妷旱姆秶鸀?plusmn;10 V;電流建立時間為1 μs;CMOS工藝,低功耗20 mW。
DAC0832轉(zhuǎn)換器芯片為20引腳,雙列直插式封裝,其引腳排列圖如圖所示。DAC0832內(nèi)部結構框圖如圖所示。 該轉(zhuǎn)換器由輸入寄存器和DAC寄存器構成兩級數(shù)據(jù)輸入鎖存。使用時,數(shù)據(jù)輸入可以采用兩級鎖存(雙鎖存)形式,或單級鎖存(一級鎖存,一級直通)形式,或直接輸入(兩級直通)形式。
此外,由三個與門電路組成寄存器輸出控制邏輯電路,該邏輯電路的功能是進行數(shù)據(jù)鎖存控制,當=0時,輸入數(shù)據(jù)被鎖存;當=1時,鎖存器的輸出跟隨輸入的數(shù)據(jù)。
D/A轉(zhuǎn)換電路是一個R-2R T型電阻網(wǎng)絡,實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。對各引腳信號說明如下:
(1) DI7~DI0:轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入。
(2) CS:片選信號(輸入),低電平有效。
(3) ILE:數(shù)據(jù)鎖存允許信號(輸入),高電平有效。
(4) WR:第1寫信號(輸入),低電平有效。
上述兩個信號控制輸入寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式,當ILE=1和 WR1 =1=0時,為輸入寄存器直通方式;當ILE=1和WR1 =1時,為輸入寄存器鎖存方式。
(5) WR2 =1:第2寫信號(輸入),低電平有效。
(6) XFER:數(shù)據(jù)傳送控制信號(輸入),低電平有效。
上述兩個信號控制DAC寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式,當 WR2=0和XFER=0時,為DAC寄存器直通方式;當WR2=1和XFER=0時,為DAC寄存器鎖存方式。
(7) Iout1:電流輸出1。
(8) Iout2:電流輸出2。
DAC轉(zhuǎn)換器的特性之一是:Iout1+Iout2=常數(shù)。
(9) Rfb:反饋電阻端。
DAC 0832是電流輸出,為了取得電壓輸出,需在電壓輸出端接運算放大器,Rfb即為運算放大器的反饋電阻端。運算放大器的接法如圖7.31所示。
(10) Vref:基準電壓,其電壓可正可負,范圍是-10 V~+10 V。
(11) DGND:數(shù)字地。
(12) AGND:模擬地。
單緩沖方式的接口與應用
1. 單緩沖方式連接
所謂單緩沖方式就是使DAC 0832的兩個輸入寄存器中有一個處于直通方式,而另一個處于受控的鎖存方式,或者說兩個輸入寄存器同時受控的方式。在實際應用中,如果只有一路模擬量輸出,或雖有幾路模擬量但并不要求同步輸出時,就可采用單緩沖方式。
2. 單緩沖方式應用舉例——產(chǎn)生鋸齒波
在許多控制應用中,要求有一個線性增長的電壓(鋸齒來控制檢測過程,移動記錄筆或移動電子束等。對此可通過在DAC0832的輸出端接運算放大器,由運算放大器產(chǎn)生鋸齒波來實現(xiàn),電路連接如圖所示。圖中的DAC8032工作于單緩沖方式,其中輸入寄存器受控,而DAC寄存器直通。
假定輸入寄存器地址為7FFFH,產(chǎn)生鋸齒波的源程序清單如下:
ORG 0200H
DASAW:MOV DPTR,#7FFFH ;輸入寄存器地址,假定P2.7接
MOV A,#00H ;轉(zhuǎn)換初值
WW: MOVX @DPTR,A ;D/A轉(zhuǎn)換
INC A
NOP ;延時
NOP
NOP
AJMP WW
雙緩沖方式的接口與應用
1. 雙緩沖方式連接
所謂雙緩沖方式,就是把DAC0832的兩個鎖存器都接成受控鎖存方式。雙緩沖DAC0832的連接如圖所示。為了實現(xiàn)寄存器的可控,應當給寄存器分配一個地址,以便能按地址進行操作。圖中采用地址譯碼輸出分別接和來實現(xiàn),然后再給和提供寫選通信號,這樣就完成了兩個鎖存器都可控的雙緩沖接口方式。
2. 雙緩沖方式應用舉例
雙緩沖方式用于多路D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng),以實現(xiàn)多路模擬信號同步輸出的目的。例如使用單片機控制X-Y繪圖儀。X-Y繪圖儀由X、Y兩個方向的步進電機驅(qū)動,其中一個電機控制繪圖筆沿X方向運動,另一個電機控制繪圖筆沿Y方向運動,從而繪出圖形。因此,對X-Y繪圖儀的控制有兩點基本要求:一是需要兩路D/A轉(zhuǎn)換器分別給X通道和Y通道提供模擬信號,二是兩路模擬量要同步輸出。[!--empirenews.page--]