数模转换电路设计与实现

2Vref Vout1 2Vref 2Vref Vout1 2Vref 2Vref 2Vref 2Vref 2Vref 2Vref 2Vref
第二级运放增益低 平移电路参数有误 平移电路未工作
Vout1 Vout1
运放漏接一组电源
Vout1
D/A数据线连接有误
三. 8位 D/A 转换器 DAC0832 的接口设计
1. DAC0832工作原理及特性 ·工作原理
Vref
Vref I 恒流 R
源
I 21
D1 D2 D4 D5 D5 D6 D7
WR
I 22
I 23
I 24
I 25
I 26
I 27
I 28
I 28
Rfb=R Rfb
Iout1v Iout2
I I I I Iout 1 D0 8 D1 7 D2 6 D7 1 2 2 2 2 I 8 D0 20 D1 21 D2 22 D7 27 2 I 8 DATA 2 Vref 8 DATA 2 R
无信号---检查单片机板相应电路
C3
WR
GND GND
·单片机板电路检测
U1 8 9 C5 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 18 29 31 20 P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 P1 4 P1 5 P1 6 P1 7 RESET RXD TXD IN T0 IN T1 T0 T1 WR RD X1 X2 PSEN EA/VP GND VCC 40 7 9 11 13 15 17 19 21 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8
LE
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
Vref
Iout1 Iout2
Rfb
D8
ILE
CS WR 1 XFER WR 2
AGND DGND VCC
· 单缓冲接口设计
+5
20
Vout
Io u t1 11
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
00
01
02
03
04
FC
FD
FE
FF
00
01
·D/A电路各主要节点正常输出信号波形
Vout1
Vref
Rfb=R Iout1 Iout2
-1 2 +1 2
t
2Vref 2Vref
Vout1
t
4R
Vref ~ 0V 2R Vref
R
+1 2
2Vref ~ 2Vref
-1 2
·根据第二级运放输出信号波形判断故障原因
数/模(D/A)转换电路设计与实现
一.基本要求
输入范围： 00H ~ 0FFH
对应输出： 误差：
响应时间： 电源供电： 安装：
-10V~+10V 1%FSR
< 1ms +5V，±12V 独立电路板结构
二.数/模 D/A 电路选择
1. D/A---数字量→模拟量转换电路 数字量 DATA D/A 转换 器 模拟量 V 1.12V， 2.68V， „
01101100， 10110001， „
模拟量
转换控制
数字量 转换控制
2. 常用 D/A 电路的特点 ⑴ 基本原理 电流开关型：用数字切换电流开关，产生与电 阻网络权电流对应的电流“和”； 脉宽调制型：将数字转换为输出脉冲宽度，用 积分器将脉冲宽度转换为与之对应的电压输出； ⑵ 输出方式 与数字量成比例的电流输出/与数字量成比例 的电压输出/数字量和参考电压的相乘输出； ⑶ DAC0832 8 位乘算型电流输出的典型产品，具有MCU兼 容接口，使用方便，价格低，能满足设计要求。
Rfb=R Iout1 Iout2
+1 2
Vref Vout 1 8 DATA 2
-1 2
例如： Vref 5V DATA 80 H Vref 27 Vout 1 8 DATA 8 5 2.5V 2 2
双极输出转换电路（输出电压可以为正或负极性）
Vi 1 Vref ~ 0V Vi 2 Vref
DELAY: MOV JJJ: MOV DJNZ DJNZ RET END
4. C语言调试程序
#include<reg51.h> #include<absacc.h> #define C3 XBYTE[0x4000] #define TIMER 0x8000 void delay(void); void main(void) { unsigned char x; while(1) { ++x; C3=x; delay(); } } void delay(void) { int i; for(i=0;i<TIMER;++i) ; }
-1 2
Vref Vref ~ 2 2
Vcc
Io u t1
11
2. DAC0832引脚功能及与8051单片机接口设计 12 Io u t2 ·引脚功能
Rfb 9 Vref
D0+5 8 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
LE
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
Vout1
t
6. D/A电路故障检测方法 ·修改D/A测试程序，缩短循环时间 （汇编程序）
ABC: MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A INC A ；CALL DELAY JMP ABC R7,#01H R6,#20H R6,$ R7,JJJ
DELAY: MOV JJJ: MOV DJNZ DJNZ RET END
DAC0832
3. DAC0832的主要技术指标 · 分辨率 --- 8位 表示单位数字量（ 1 LSB ）引起的输出模拟量 变化的细微程度（或最小变化值）， 二进制数字量 位数越多分辨率越高。 ·误差 --- 0.2 % FSR
实测输出电流值与理论计算电流值之间的差值 用满量程（FSR）值的百分数表示
（C程序）
#include<reg51.h> #include<absacc.h> #define C3 XBYTE[0x4000] #define TIMER 0x8000 void delay(void); void main(void) { unsigned char x; while(1) { ++x; C3=x; /*delay( ); */ } } void delay(void) { int i; for(i=0;i<TIMER;++i) ; }
·电流稳定时间 --- 1微秒 从数据写入D/A到输出电流达到相应数值的时间
4. 芯片参数 • 电源电压（最大）：+17V • 参考电压范围： ±25V 推荐用+5V 按要求使用
四.安装结构
+5V P3.2 RST D0 D1 D2 +5V ALE WR RD A4 A3 +5V +5V
D3
D4 D5 D6 D7 P3.4 GND
2. 调试环境 调试平台：电子工程设计训练调试台 测试设备：单片机仿真器 单片机应用系统板 数/模转换电路板 40MHz双踪示波器 调试方法：断开电路负载，运行测试程序，检 查各节点信号是否正确。如果有问
题，按照故障诊断预案进行诊断分
析，并且排除故障。
3. 汇编语言调试程序
ABC: MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A INC A CALL DELAY JMP ABC R7,#01H R6,#20H R6,$ R7,JJJ


输出为电流，量值正比于 DATA。 最大电流输出 最小电流变化
I I 8 255 8 28 1 2 2 I 8 1（1个最低有效位LSB的变化） 2


· 电流→电压转换电路 单极输出转换电路（输出电压为单一极性）
I Vref Iout 1 8 DATA 8 DATA 2 2 R
A2
A1 C4 C3 C2 C1 GND
数/模转换电路
数模转换输出
-12V +12V
GND
-12V +12V
GND
五.使用集成调试环境调试D/A电路模块
1. 调试系统组成
单片机仿真器 数 \ 模 数 据 显 示 窗 口 单片机仿真头 数/模转换板 电源板 仿真器电源插头 PC机通信电缆插头
单片机板
39 38 37 36 35 34 33 32 30 21 22 23 24 25 26 27 28
R 2R
R
+1 2
Vout
-1 2
Vout Vref Vi 2 0
Vref Vout 2 Vi1 0
v
t t
Vref v 2 Vref 2
t
完整双极输出电流→电压转换电路
Rfb=R Iout1 Iout2
+1 2
R
Vref ~ 0V 2R Vref
R
+1 2
-1 2
·部分节点无信号或全部节点无信号的故障原因 第二级运放无信号输出：连线有误或运放损坏
二级运放皆无信号输出：连线有误或未接电源或 运放损坏或D/A电路故障
·D/A电路故障辨别
Rfb=R Iout1 Iout2
-1 2 +1 2
断开第一级运放输出 与Rfb的连线，测量Iout1引 脚有锯齿波输出为运放损 坏，否则为D/A电路故障。