基于单片机的数模转换设计
单片机数模转换课程设计
单片机数模转换课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机数模转换的基本原理，掌握相关概念，如模拟量、数字量、分辨率等。
2. 学会运用数模转换芯片进行电路设计与搭建，了解不同类型数模转换器的特点及应用场景。
3. 掌握数模转换程序编写方法，能够利用编程软件实现单片机与数模转换器的数据交互。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成数模转换电路的搭建与调试。
2. 提高学生编程实践能力，学会编写并优化数模转换程序，实现数据的高精度转换。
3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，能够针对实际应用场景选择合适的数模转换器及电路设计。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对单片机及电子技术的兴趣，培养主动学习的习惯。
2. 培养学生的团队协作精神，学会与他人共同分析与解决问题。
3. 引导学生关注科技创新，认识到单片机技术在实际应用中的重要性，增强学生的社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，要求学生在理解基本原理的基础上，动手实践，培养实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的单片机基础知识，具有较强的学习兴趣，但对数模转换技术的了解较少。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与实践，提高学生的动手能力和创新能力。
同时，关注学生的个体差异，因材施教，确保每位学生能够达到课程目标。
通过课程学习，使学生能够独立完成数模转换电路的设计与实现，为后续相关课程学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 数模转换基本原理：包括模拟量与数字量的关系、数模转换器的类型及工作原理，重点讲解分辨率的计算与应用。
教材章节：第二章 数模转换技术基础2. 数模转换芯片：介绍常用的数模转换芯片，如ADC0804、DAC0832等，分析其性能参数及使用方法。
教材章节：第三章 数模转换器及其接口技术3. 数模转换电路设计：讲解数模转换电路的搭建方法，包括电源、基准电压、模拟输入输出等部分的连接。
教材章节：第四章 数模转换电路设计与应用4. 数模转换编程实践：学习单片机与数模转换器之间的数据交互编程，掌握编程技巧，实现模拟量到数字量的转换。
基于单片机的数模转换器设计
基于单片机的数模转换器设计一、引言（100字）数模转换器（DAC）是一种电子设备，用于将数字信号转换为模拟信号。
基于单片机的数模转换器可以将单片机处理的数字数据转换为模拟信号，用于驱动模拟电路。
本文旨在设计一个基于单片机的数模转换器，探索其设计原理、电路结构和实现方法。
二、设计原理（200字）基于单片机的数模转换器设计的核心原理是使用单片机的数字输出口通过数位信号驱动模拟电路，从而实现数字信号到模拟信号的转换。
数模转换器的基本结构由电阻网络、运算放大器和开关电路组成。
其中，电阻网络用于将数字信号按比例转换为模拟信号，运算放大器用于放大输出信号，而开关电路则可以在不同的时间间隔内快速切换模拟电路的输出电平。
三、电路结构（200字）基于单片机的数模转换器的电路结构包括电阻网络、运算放大器和开关电路。
电阻网络由一系列电阻组成，用于将单片机输出的数字信号按比例转换为模拟信号。
运算放大器通过运算放大器放大器的差分输入，将转换后的模拟信号进行放大。
开关电路根据单片机的控制信号，对运算放大器的放大率进行切换，从而实现不同的输出模式。
四、实现方法（400字）实现基于单片机的数模转换器的方法通常分为软件实现和硬件实现两种。
软件实现是通过单片机的数字输出口直接控制外部模拟电路，实现通过输出不同的数字信号实现模拟信号的转换。
硬件实现则是通过运算放大器和开关电路构建一个完整的数模转换器电路，利用单片机将有效的数字控制信号传递给硬件电路的控制端口。
在软件实现方法中，首先需要编写适配的驱动程序，通过单片机的数字输出口控制外部的数字信号，将其转换为相应的模拟信号。
然后，根据具体的应用需求，设计合适的转换公式和数字输出规则。
最后，通过调试和测试，优化程序并验证转换效果。
在硬件实现方法中，首先根据设计要求选择合适的运算放大器和开关电路。
然后，根据电路结构和连接方式进行布线和焊接。
接下来，采用单片机进行电路控制和信号处理部分的设计。
基于51单片机实现ADC0808数模转换与显示课程设计
综合课程设计题目基于51单片机实现ADC0808数模转换与显示毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的数模转换器
目录一、设计的目的及意义二、实验内容与要求三、系统的硬件设计（一）所用芯片的功能介绍（二）设计原理与硬件电路四、系统的软件设计（一）软件控制流程（二）程序清单五、系统的调试与运行六、设计收获七、主要参考文献一、设计的目的及意义：1、熟悉DAC0832数模转换器的特性与接口方法。
.2、掌握D/A输出程序的设计和调试方法。
3.加深理解逐次逼近法模数转换器的特征和工作原理。
4.掌握ADC0809的接口方法以及A/D输入程序的设计和调试方法。
二、实验内容与要求本次课程设计的要求在AOUT端输出方波信号，方波信号的周期由延时时间常数确定。
由于本电路为双级型是输出，因此输出端Aout信号值位-5v-+5v。
当数字量为0时，Aout=-5v；当数值量为80H，Aout=0v；当数值量位FFH时，Aout=+5v。
0832芯片输出产生锯齿波，只需有AL中存放数据的增减来控制。
当AL中的数据从00逐渐增加到FF产生溢出，再从00增大到FF，不断循环，从而产生连续不断的锯齿波。
与此相对应的ADC0809不断地从0832所输出的模拟量进行A/D转换，转换结果会不断地在显示器上显示，模拟量与数字量对应关系的典型值为+5V-FFH。
2.5-80H，0V-00H.为了便于比较，本设计中显示器的最高位显示“d”，而后显示设定的D/A数字量的十六进制值（二位），而后显示“.”，最后显示A/D转换结果的十进制值（三位）。
三、系统的硬件设计（一）所用芯片的功能介绍1、DAC0832芯片的功能介绍DAC0832是采用CHMOS工艺制造的产品，是一种具有两个输入数据寄存器的8位DA转换器。
单电源供电，从+5V~+15V均可正常工作，基准电压范围为-10V~+10，电流建立时间为1us低功耗20mV，芯片为20引脚双列直插式封装。
他能直接与MCS-51单片机接口相接，不需要附加任何其他IO接口芯片。
D / A转换原理图DAC0832管脚排列图各管脚功能为：D7 ~ D0：八位数字量输入端,D7为最高位,D0为最低位。
基于单片机的16位数模转换波形发生器项目报告
目录一、概述 (2)课题研究的内容和意义 (2)达到的技术指标 (2)二、系统整体设计................................................................................ 错误!未定义书签。
系统设计方案论证（几种方案选一）.......................................... 错误!未定义书签。
系统整体框图及简要说明实现了的要紧功能.............................. 错误!未定义书签。
三、硬件电路设计.............................................................................. 错误!未定义书签。
元器件的选择.................................................................................. 错误!未定义书签。
单片机操纵模块................................................................................ 错误!未定义书签。
温度数据搜集模块............................................................................ 错误!未定义书签。
显示模块............................................................................................ 错误!未定义书签。
温度数据无线传输电路.................................................................... 错误!未定义书签。
基于单片机片内dac数模转换器的产生正弦波信号的应用编程
基于单片机片内dac数模转换器的产生正弦波信号的应用编程在基于单片机的应用中，使用片内DAC（数模转换器）产生正弦波信号是一个常见的需求。
下面是一个基本的步骤和代码示例，展示了如何使用单片机和DAC来生成正弦波信号。
步骤概览1. 配置单片机：初始化单片机，配置DAC和其他必要的硬件。
2. 计算正弦波数据：根据所需的频率和幅度，计算正弦波的样本值。
3. 发送数据到DAC：将计算出的样本值发送到DAC以生成正弦波。
示例代码（伪代码）```cinclude <>include <>define SAMPLE_RATE 44100 // 采样率，可以根据需要调整define FREQUENCY 440 // 频率，单位Hzdefine PI // 圆周率define MAX_AMPLITUDE 1023 // DAC的最大幅度，根据DAC规格调整// 初始化DAC和其他硬件void init_hardware() {// ...}// 计算正弦波样本值int calculate_sine_wave(int sample_number) {double angle = 2 PI sample_number / SAMPLE_RATE;return (int)(MAX_AMPLITUDE sin(angle)); // 返回-MAX_AMPLITUDE 到 MAX_AMPLITUDE 的值}// 主函数int main() {init_hardware(); // 初始化硬件for (int sample_number = 0; sample_number < SAMPLE_RATE; sample_number++) {int sine_wave_sample = calculate_sine_wave(sample_number); // 计算正弦波样本值// 将sine_wave_sample发送到DAC以生成正弦波// ...}return 0;}```注意事项硬件配置：具体配置单片机和DAC的代码取决于你所使用的硬件平台和开发环境。
实验七 基于单片机的数模转换DAC0832 的应用
实验七数模转换DAC0832 的应用一、实验目的学会用单片机控制数模转换芯片DAC0832二、实验内容通过用单片机控制DAC0832 输出锯齿波，让开发板上发光二极管D12 由暗到亮变化，循环下去。
DAC0832：DAC0832 是8 位全MOS 中速D/A 转换器，采用R—2RT 形电阻解码网络，转换结果为一对差动电流输出，转换时间大约为1us。
使用单电源+5V―+15V 供电。
参考电压为-10V－+10V。
在此直接选择+5V 作为参考电压。
DAC0832 有三种工作方式：直通方式，单缓冲方式，双缓冲方式；在此选择直通的工作方式，将XFER、WR2、CS 管脚全部接数字地。
管脚8 接参考电压，在此接的参考电压是+5V。
在控制P0 口输出数据有规律的变化将可以产生三角波，锯齿波，梯型波等波形了。
三、实验电路四、实验程序//测试程序下载后可观察到D12 发光二极管由暗变亮再熄灭过程，#include<reg51.h>sbit wela=P2^7; //数码管位选sbit dula=P2^6; //段选sbit dawr=P3^6; //DA 写数据sbit csda=P3^2; //DA 片选unsigned char a,j,k;void delay(unsigned char i) //延时{for(j=i;j>0;j--)for(k=125;k>0;k--);}void main(){wela=0;dula=0;csda=0;a=0;dawr=0;while(1){P0=a; //给a 不断的加一，然后送给DAdelay(50); // 延时50ms 左右，再加一，再送DA。
a++;}}注意：随着给DA送的数字量的不断增加，其转换成模拟量的电流也不断的增大，所以我们观察发光二极管D12 就会从暗变亮，熄灭。
五、实验仪器设备１.单片机实验系统２.计算机六、思考题实现简易方波发生器。
单片机模拟信号处理 实现模拟与数字信号转换
单片机模拟信号处理实现模拟与数字信号转换在单片机应用中，模拟信号处理与数字信号转换是非常重要的一项技术。
模拟信号是连续变化的，而数字信号则是离散的。
通过模拟与数字信号转换技术，我们可以将模拟信号转换为数字信号，以便进行数字化处理和存储。
本文将介绍单片机模拟信号处理以及实现模拟与数字信号转换的方法。
一、单片机模拟信号处理的基本原理在单片机应用中，模拟信号通常通过传感器或外部信号源采集得到。
传感器可以将各种物理量转换为与之对应的模拟电压信号。
模拟信号可以是声音、光线、温度等各种连续变化的信号。
单片机需要处理这些模拟信号并做出相应的控制或决策。
单片机内部有一个模数转换器（ADC）模块，可以将模拟信号转换为数字信号。
首先，模拟信号通过选定的引脚输入到ADC模块中。
ADC模块将模拟信号进行采样，并将其离散化为一系列数字量。
这些数字量可以是二进制代码或其他编码形式。
然后，单片机可以对这些数字量进行处理和分析。
二、模拟与数字信号转换的实现方法1. 采样与保持（S&H）电路采样与保持电路可以在一个时刻将连续变化的模拟信号值“冻结”，使其在转换期间保持不变。
采样与保持电路通常由一个开关和一个保持电容组成。
开关用于在转换期间将模拟信号“冻结”，而保持电容用于存储冻结的模拟信号值。
这样，单片机可以在不同的时间点上对信号进行采样，从而获得一系列离散的模拟信号值。
2. 模数转换器（ADC）模数转换器（ADC）是实现模拟与数字信号转换的核心部件。
ADC 可将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
常见的ADC类型包括逐次逼近型ADC、闪存型ADC和Σ-Δ型ADC。
逐次逼近型ADC是一种经典的ADC类型。
它通过比较模拟输入信号与一个参考电压的大小，逐步逼近输入信号的大小。
逐次逼近型ADC需要较长的转换时间，但具有较高的分辨率和较低的价格。
闪存型ADC是一种高速的ADC类型。
它通过将模拟输入信号进行快速并行的比较，直接生成相应的数字编码。
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目录1、系统方案.......................................... - 3 -1.1、方案比较与选择............................... - 3 -1.1.1、单片机选择与论证........................ - 3 -1.1.2、显示器件选择与论证...................... - 3 -1.1.3、键盘形式选择与论证...................... - 4 -1.1.4排阻形式选择与论证........................ - 4 - 2理论分析与计算 ..................................... - 8 -2.1、D/A转换器的主要技术指标......................... - 8 -1．分辨率......................................... - 8 - 2．转换精度....................................... - 8 - 3．输出电压（或电流）的建立时间（转换速度） ...... - 8 - 4. 温度系数2.2 数模转换器2.2.1权电阻网络DAC的原理分析..................... - 9 -3、电路与程序设计.................................. - 11 -3.1.1、总体框图设计........................... - 11 -3.1.2、显示电路............................... - 11 -3.1.3、权电路................................. - 12 -3.1.4、按键电路............................... - 13 -3.1.5、驱动电路............................... - 14 -3.1.6、输出电路3.1.7、总电路................................. - 16 -3.2、程序流程图............................... - 17 -3.2.2、液晶显示子程序流程图................... - 18 -3.2.3、输出电路程序流程图..................... - 19 -4、测试方案与测试结果........................ - 20 -4.1、测试方案.................................... - 20 -4.2、测试结果与测试分析.......................... - 20 - 附录................................................ - 21 - 附录1：电路原理图................................ - 21 - 附录2：源程序 ................................... - 21 -1、系统方案1.1、方案比较与选择1.1.1、单片机选择与论证方案一：AT89C51单片机。
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS８位单片机，片内含4k字节的可反复擦写1000次的只读程序存储器（PEROM）和128字节的随机存取数据存储器（RAM），片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元。
方案二：C8051F060单片机。
C8051F060芯片是由Cygnal公司生产的，集成有高速、流水线结构的CIP-51内核，具有内置RAM，2个16位1Msps的ADC，芯片自身带有CAN总线控制器、59个I/O口。
它是高度集成的芯片，减少了外围器件，进而降低了系统硬件设计的复杂性。
基于对功能齐全性的考虑，和本次设计的要求我们运用方案一。
1.1.2、显示器件选择与论证方案一：数码管。
数码管显示能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与CMOS、ITL电路兼容。
发光响应时间极短(<0．1μs)，高频特性好，单色性好，亮度高。
体积小，重量轻，抗冲击性能好。
寿命长，使用寿命在10万小时以上，甚至可达100万小时。
但显示功能有限，只能显示数字和个别字母。
方案二：液晶显示器。
液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，显示质量高。
其接口都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。
功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。
方案三：阴极射线管显示器。
此种显示器图像色彩丰富，还原性好，有丰富的几何失真调整能力。
但不能长期暴露在磁场下，会磁化或损坏，不能让强光直射，会降低发光效率，不能在高温下使用，工作性能和使用寿命会大打折扣。
基于对显示器功能的稳定性和齐全性考虑，我们采用方案二。
1.1.3、键盘形式选择与论证方案一：独立式按键。
独立按键的输入线较多，结构复杂，一般适用于按键较少，操作速度较高的场合。
方案二：行列式键盘。
行列式键盘由行和列线交叉组成，一般适用于按键较多的场合。
使用2×2矩形键盘，这样键盘模块仅使用8根线与处理器相连，节省了系统资源。
由于我们功能比较少，矩形键盘占用电路板位置较大，因此选择方案一。
1.1.4排阻形式选择与论证方案一：多个单个电阻。
个数多，接线困难，误差大。
且浪费资金。
方案二：排阻。
数量少，接线容易，价格便宜。
由于本次试验本身对接线要求就高，所以采用方案二。
1.1.5、材料选择与论证方案一：塑料板。
塑料板质量轻，不易碎，但是也不好加工，且不环保。
方案二：木板。
木板质量比塑料板重，但比玻璃板轻，易于加工，可塑性强。
由于本次试验对材料的可塑性要求较高，因此采用方案二。
1.2 所选器件的分析1.2.1 STEC89C51引脚图如下：1.2.2 LED显示屏1.2.3 LM3242理论分析与计算2.1、D/A转换器的主要技术指标1．分辨率分辨率用于表征D/A转换器对输入微小量变化的敏感程度。
①D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数－－可用输入数字量的位数n表示D/A转换器的分辨率；②可用D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压之比来表示分辨率。
2．转换精度D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。
3．输出电压（或电流）的建立时间（转换速度）从输入的数字量发生突变开始，到输出电压进入与稳定值相差±0.5LSB范围内所需要的时间，称为建立时间tset。
目前单片集成D/A 转换器（不包括运算放大器）的建立时间最短达到0.1微秒以内。
4．温度系数在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度变化产生的变化量。
一般用满刻度输出条件下温度每升高1℃，输出电压变化的百分数作为温度系数。
2.2 数模转换器2.2.1权电阻网络DAC 的原理分析集成运算放大器，作为求和权电阻网络的缓冲，并将电流转换为电压输出。
开关Si 的位置受数据锁存器输出的数码di 控制：当di=1时，Si 将对应的权电阻接到参考电压UREF 上；当di=0时，Si 将对应的权电阻接地。
S n-1 S n-2 S 2 S 1 S 0 I n-1 I n-2 … I 2 I 1 I 0 20R 21R 2n-3R 2n-2R 2n-1R A (MSB) (LSB) d n-1 d n-2 d 2 d 1 d 0 R F (R/2) u 0U REF － + I虚短运算放大器总的输入电流为虚断运算放大器输出电压为令 RF=R/2 ，则即：输出的模拟电压uO 正比于输入的数字量Dn ，从而实现了从数字⎪⎭⎪⎬⎫=====--- 0I 0d 2R 2U R 2U I 1d i i i 1n REF i 1n REF i i 时，时，i n REF i n REF i R U R U I 22d 2d 1i 1i ---==∑∑∑===--∑===+++++=1-n 0i i i 1-n REF i -1-n REF 1-n 0i i 1-n 0i i 0122n 1n 2d R 2U R 2U d I I I I I I I ∑-=-∑-=-=1n 0i i i 1n REF F F O 2d R 2U R I R u n n REF 1n 0i i i n REF O D 2U 2d 2U u -=-=∑-=量到模拟量的转换。
当Dn=Dn-1…D0=0时，uO=0当Dn=Dn-1…D0=11…1时，权电阻网络D/A 转换器的特点 ①优点：结构简单，电阻元件数较少； ②缺点：阻值相差较大，制造工艺复杂。
3、电路与程序设计 3.1.1、总体框图设计系统总体框图如图所示3.1.2、显示电路LED 显示屏与传统的CRT 相比，LED 不但体积小，厚度薄，耗能少（1到10微瓦、平方厘米），工作电压低（1.5到6v ）能与集成电路直接因而uO 的变化范围是REFn n U 2120--~ C P U 模 块控制模块输出模块显示模块驱动模块连用。
并且在与集成电路焊接是比数码管接线简单。
容易操作。
3.1.3、权电路1、权电阻网络D/A转换器电路权电阻网络D/A转换器电路如下图所示，它由理想运算放大器、电阻网络、电子模拟开关等组成。
当di=1时（i=0,1,2,3），电子模拟开关接VREF，当di=0时，电子模拟开关接地。
3.1.4、按键电路此电路实现四种不同功能的转换。
按键一实现平板旋转360°功能，按键二实现一枚硬币平衡摆动的功能，按键三实现八枚硬币平衡摆动的功能，按键四实现始终指向一点的功能。
电路图如图。
图按键电路3.1.5、驱动电路本次的电路主要是有程序通过AT89C51驱动的。
显示电路是由P0口和P2.0 ;P2.1;P2.2口驱动的。
权电路是由P1口来驱动的。
输出电路是由单片机通过权电路驱动。
3.1.6、输出电路电路经过输入的数字电路通过单片机的程序，输出通过权电路，然后2R½等比分流，再通过LM324输入给电压表。
3.1.7、总电路3.2、程序流程图图 程序流程图开始系统初始按键按下 单片机检测按键 启动D/A 转换电压放大输出显示电压值结束3.2.2、液晶显示子程序流程图开始初始化LCD显示内容写入缓存LCD控制器启动延时置DISP为高电平液晶屏正常显示置DISP为低电平延时LCD控制器关闭液晶屏无显示图液晶显示流程图图所示的程序用来显示为调节电压。
3.2.3、输出电路程序流程图NY图 LM324工作流程图判断？单片机输出的数据 DAC 输出频率增加判外部中断2 判外部中断退出波形输出等待按键命令4、测试方案与测试结果4.1、测试方案基本要求：此次试验是通过软件程序和硬件搭建电路实现。