D-A和A-D转换接口技术
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10.3 A-D转换器及其接口技术-微型计算机汇编语言与接口技术-刘均-清华大学出版社
业精于勤而荒于嬉
教材第页 10
10.3.1 模数转换器ADC0809
例10-7 8088系统中，从ADC0809输入1路模拟量，将其转换的数 字量读取到内存BUFFER单元中。采用延时等待法读取转换结果 数据。
解 采用延时等待法设计时，ADC0809的控制信号中，只需要考 虑启动信号和输出允许信号的设计，不需要考虑转换结束信号 。用CPU地址线低位作为模拟通道选择线，高位地址译码后， 与IOW 、IOR 组合产生启动信号和输出允许信号。硬件设计如 图10.14所示。设地址译码输出范围为80~88H。
在程序设计上，要根据A/D转换器的转换启动方式、转换结束 方式以及电路的连接情况，确定程序的结构和数据输入的方法 。
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教材第页 2
10.3.1 模数转换器ADC0809
ADC0809是8路模拟输入逐次逼近型8位A/D转换器。ADC0809可 对8路模拟电压进行分时转换，具有转换启停控制端，转换时 间为100μs，输出带可控三态缓冲，模拟输入电压范围0～＋5V ，不需零点和满刻度校准。ADC0809可以直接和CPU系统数据 总线相连，使用方便。
1. ADC0809的内部结构 ADC080ห้องสมุดไป่ตู้内部包括8选1模拟开关、地址锁存器、比较器、8位
D/A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出缓冲器和控制逻辑电 路组成。
ADC0809内部结构如图10.12所示
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教材第页 3
10.3.1 模数转换器ADC0809
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教材第页 4
业精于勤而荒于嬉
教材第页 8
10.3.1 模数转换器ADC0809
（6）EOC： A/D转换结束信号，输出，高电平有效。在START 信号之后变为低电平，在A/D转换期间一直为低电平，当A/D转 换结束时变为高电平。
ad转换器和da转换器
• 单片机测控系统中的ADC和DAC
电流输出型DA转换原理
总电流
•转换电流
分支电流
……
•I01转换电流与“逻辑开关”为1的各支路电流的总和成正比 ，即与D0～D7口输入的二进制数成正比。
•DAC0832
•反馈电 阻 •外接放大器
转换电压
•即，转换电压正比于待转换的二进制数和参考电压
DAC的性能指标： 1、分辨率 通常将DAC能够转换的二进制的位数称为分辨率。 位数越多分辨率也越高，一般为8位、10位、12位、16位等
•参考程序如下：
INIT1： SETB IT1
；选择外部中断1为跳沿触发方式
SETB EA
；总中断允许
SETB EX1 ；允许外部中断1中断
MOV DPTR，#7FF8H ；端口地址送DPTR
MOV A，#00H
MOVX @DPTR，A；启动ADC0809对IN0通道转换
………
；完成其他的工作
•电路分析
➢ 由P2.0形成高8位地址（0xfe），与WR信号合成START/ALE正脉冲启动 ADC，与RD信号合成OE正脉冲输出转换数据；
➢ 启动IN0～IN7通道AD转换的命令的地址为：0xfef8，……，0xfeff。
➢ 读取AD结果的命令的地址为：任何高8位为0xfe的地址均可。
•电路分析
DAC2第1级地址： 1111 1101 …（0xfdff） DAC1和2第二级地址：1110 1111 …（0xefff）
例3参考程序
•语句DAOUT = num的作用只是启动DAC寄存器，传输什么数据都没关 系。
例3 运行效果 （多路D/A同步输出 ）
•11.2 AT89S51与ADC的接口
电流输出型DA转换原理
总电流
•转换电流
分支电流
……
•I01转换电流与“逻辑开关”为1的各支路电流的总和成正比 ，即与D0～D7口输入的二进制数成正比。
•DAC0832
•反馈电 阻 •外接放大器
转换电压
•即，转换电压正比于待转换的二进制数和参考电压
DAC的性能指标： 1、分辨率 通常将DAC能够转换的二进制的位数称为分辨率。 位数越多分辨率也越高，一般为8位、10位、12位、16位等
•参考程序如下：
INIT1： SETB IT1
；选择外部中断1为跳沿触发方式
SETB EA
；总中断允许
SETB EX1 ；允许外部中断1中断
MOV DPTR，#7FF8H ；端口地址送DPTR
MOV A，#00H
MOVX @DPTR，A；启动ADC0809对IN0通道转换
………
；完成其他的工作
•电路分析
➢ 由P2.0形成高8位地址（0xfe），与WR信号合成START/ALE正脉冲启动 ADC，与RD信号合成OE正脉冲输出转换数据；
➢ 启动IN0～IN7通道AD转换的命令的地址为：0xfef8，……，0xfeff。
➢ 读取AD结果的命令的地址为：任何高8位为0xfe的地址均可。
•电路分析
DAC2第1级地址： 1111 1101 …（0xfdff） DAC1和2第二级地址：1110 1111 …（0xefff）
例3参考程序
•语句DAOUT = num的作用只是启动DAC寄存器，传输什么数据都没关 系。
例3 运行效果 （多路D/A同步输出 ）
•11.2 AT89S51与ADC的接口
转换器的原理及主要技术指标
I0
2R
2R
2R
2R
2R
2R
2R
2R
2R
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Rfb
IO1
-
IO2
+
VO
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
3
输出电压 的大小与数字量具有对应的关系。
4
二、D/A转换器的主要性能指标
1、分辨率
分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时， 所对应的输出模拟量（常为电压）的变化量。它反映了输 出模拟量的最小变化值。
结果存储到片内RAM以DATA为起始地址的连续单 元中。
MAIN：MOV R1，#DATA ；置数据区首地址
MOV DPTR，#7FF8H ；指向０通道
MOV R7，#08H
；置通道数
LOOP：MOVX @DPTR，A ；启动A/D转换
HER：JB P3.3，HER
；查询A/D转换结束
MOVX A，@DPTR
转换器的原理及主要技术指标
1
D/A & A/D转换器及其与单片机接口
2
9.1 D/A转换器及其与单片机接口
9.1.1 D/A转换器的原理及主要技术指标
一、D/A转换器的基本原理及分类
Ｔ型电阻网络D/A转换器 ：
I I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
VREF
R
R
R
R
R
R
R
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理想
第九章：接口技术-DAAD接口
DAC0832
CS WR1 AGND D3 D2 D1 D0 Vref Rfb DGND VCC ILE WR2 XFER D4 D5 D6 D7 Iout2 Iout1
20 PIN
DIP封装 DIP封装
《单片机应用系统设计》教学课件 单片机应用系统设计》
DAC0832 内部结构框图
D0—D7： D0 D7：8位数字量输入端 D7 /CS： 片选端， /CS： 片选端，低有效 ILE： 数据锁存允许, ILE： 数据锁存允许,高有效 /WR1： 写控制信号1, 1,低有效 /WR1： 写控制信号1,低有效 /WR2： 写控制信号2, 2,低有效 /WR2： 写控制信号2,低有效 /XFER： /XFER：数据传送控制信号 Iout1：电流输出端1 Iout1：电流输出端1 Iout2：电流输出端2 Iout2：电流输出端2 Rfb： Rfb： 内置反馈电阻端 Vref: 参考电压源, 10～ Vref: 参考电压源,-10～+10V DGND： DGND： 数字量地 AGND： AGND： 模拟量地 +5～+15V单电源供电端 Vcc: +5～+15V单电源供电端
89C51单片机 89C51单片机
P0.0—P0.7 P0.0 P0.7 P2.0 EA
30Px2
DAC 0832
+5V 8位 DI0—DI7 DI0 DI7 Vcc Vref CS ILE XFER Rfb WR1 WR2 Iout1 Iout2
+5V
WR
+12V − uA741 + -12V
6MHz
《单片机应用系统设计》教学课件 单片机应用系统设计》
直通方式接口
DAC0832芯片的片 当DAC0832芯片的片 选信号、写信号、 选信号、写信号、 及传送控制信号的 引脚全部接地， 引脚全部接地，允 许输入锁存信号ILE 许输入锁存信号ILE 引脚接＋5V时 引脚接＋5V时， DAC0832芯片就处于 DAC0832芯片就处于 直通工作方式， 直通工作方式，数 字量一旦输入， 字量一旦输入，就 直接进入DAC寄存器， DAC寄存器 直接进入DAC寄存器， 进行D/A转换。 D/A转换 进行D/A转换。
CS WR1 AGND D3 D2 D1 D0 Vref Rfb DGND VCC ILE WR2 XFER D4 D5 D6 D7 Iout2 Iout1
20 PIN
DIP封装 DIP封装
《单片机应用系统设计》教学课件 单片机应用系统设计》
DAC0832 内部结构框图
D0—D7： D0 D7：8位数字量输入端 D7 /CS： 片选端， /CS： 片选端，低有效 ILE： 数据锁存允许, ILE： 数据锁存允许,高有效 /WR1： 写控制信号1, 1,低有效 /WR1： 写控制信号1,低有效 /WR2： 写控制信号2, 2,低有效 /WR2： 写控制信号2,低有效 /XFER： /XFER：数据传送控制信号 Iout1：电流输出端1 Iout1：电流输出端1 Iout2：电流输出端2 Iout2：电流输出端2 Rfb： Rfb： 内置反馈电阻端 Vref: 参考电压源, 10～ Vref: 参考电压源,-10～+10V DGND： DGND： 数字量地 AGND： AGND： 模拟量地 +5～+15V单电源供电端 Vcc: +5～+15V单电源供电端
89C51单片机 89C51单片机
P0.0—P0.7 P0.0 P0.7 P2.0 EA
30Px2
DAC 0832
+5V 8位 DI0—DI7 DI0 DI7 Vcc Vref CS ILE XFER Rfb WR1 WR2 Iout1 Iout2
+5V
WR
+12V − uA741 + -12V
6MHz
《单片机应用系统设计》教学课件 单片机应用系统设计》
直通方式接口
DAC0832芯片的片 当DAC0832芯片的片 选信号、写信号、 选信号、写信号、 及传送控制信号的 引脚全部接地， 引脚全部接地，允 许输入锁存信号ILE 许输入锁存信号ILE 引脚接＋5V时 引脚接＋5V时， DAC0832芯片就处于 DAC0832芯片就处于 直通工作方式， 直通工作方式，数 字量一旦输入， 字量一旦输入，就 直接进入DAC寄存器， DAC寄存器 直接进入DAC寄存器， 进行D/A转换。 D/A转换 进行D/A转换。
电气检测技术(新9)AD转换原理
电阻网DAC中，输入数字量经数字电路控制一组电子 模拟开关的通、断，决定电阻网的分压或分流之比值(解 码)，使输出电压或电流与输入数字量成确定的正比关系。
25
1) ai为输入数字量，接CPU的DBUS。可选用 不同的代码，常用的DAC采用二进制码。
2)触发器构成的缓冲寄存器(锁存器)，锁存 CPU送来的数据。得到和暂存对应的输出电压。
压分辨率为5V/255≈20mV；10位DAC的分辨率为 5V/1023≈5mV。 位数越多，分辩率越高，转换的精度也越高。
2
测量系统用ADC的主要类型：
1、适用于数字仪器、仪表的ADC； 这类产品多半设计成BCD码输出，转换速度 一般较低(每秒转换十几次)。
2、适用测量系统作模／数接口部件的ADC。 这类产品的转换速度较高，多半以二进制代码 (含双极性代码)输出，常设计成带有三态 输出锁存器，能方便实现与微处理器直接接口。
18
3、应用
产品种类多，转换能力有很大的差异； 有8Bit、10Bit、12Bit、14Bit、16Bit等。 在这些不同转换能力的ADC中，又包括有并行输 出的ADC，以及输出为串行的ADC。 常见的8Bit的有NS公司的ADC0801、DC0802、 ADC0803、ADC0804系列及ADC0808、 ADC0809系列 10Bit有AD公司的AD574，MAXIM公司 MAX1425、MAX1426 12Bit有AD公司的AD7888，MAXIM公司 MAX170、MAX172
有些DAC芯片内无缓冲寄存器，此时须外接， 如74LS273、373等锁存器。
26
3) 模拟开关按输入的数字量接通或断开解码 网相应支路的电流或电压；对它的要求比接通或 断开开关量的电子开关更高。希望动作快；接通 电阻很小，断开电阻很大，且稳定性好。在DAC 中有电压型开关和恒流型电流开关之分。
25
1) ai为输入数字量，接CPU的DBUS。可选用 不同的代码，常用的DAC采用二进制码。
2)触发器构成的缓冲寄存器(锁存器)，锁存 CPU送来的数据。得到和暂存对应的输出电压。
压分辨率为5V/255≈20mV；10位DAC的分辨率为 5V/1023≈5mV。 位数越多，分辩率越高，转换的精度也越高。
2
测量系统用ADC的主要类型：
1、适用于数字仪器、仪表的ADC； 这类产品多半设计成BCD码输出，转换速度 一般较低(每秒转换十几次)。
2、适用测量系统作模／数接口部件的ADC。 这类产品的转换速度较高，多半以二进制代码 (含双极性代码)输出，常设计成带有三态 输出锁存器，能方便实现与微处理器直接接口。
18
3、应用
产品种类多，转换能力有很大的差异； 有8Bit、10Bit、12Bit、14Bit、16Bit等。 在这些不同转换能力的ADC中，又包括有并行输 出的ADC，以及输出为串行的ADC。 常见的8Bit的有NS公司的ADC0801、DC0802、 ADC0803、ADC0804系列及ADC0808、 ADC0809系列 10Bit有AD公司的AD574，MAXIM公司 MAX1425、MAX1426 12Bit有AD公司的AD7888，MAXIM公司 MAX170、MAX172
有些DAC芯片内无缓冲寄存器，此时须外接， 如74LS273、373等锁存器。
26
3) 模拟开关按输入的数字量接通或断开解码 网相应支路的电流或电压；对它的要求比接通或 断开开关量的电子开关更高。希望动作快；接通 电阻很小，断开电阻很大，且稳定性好。在DAC 中有电压型开关和恒流型电流开关之分。
单片机第10章 AD-DA转换与单片机接口技术
21 22 23 24 25 26 27 28
10 11 30 29
U4
D0 D1 D2
3 4 7 8 13 14 17 18
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
第十章 A/D、D/A转换与单片机接口技术
10．0 你知道吗 10.1 A/D转换器及其与单片机的接口 10.2 D/A转换器及与单片机的接口
你知道吗 在自动控制领域中,通常用单片机进行实时控制和数据处理，我们知道，被 测和被控参数常常是一些连续变化的物理量即模拟量，如温度、速度、电压、 电流、压力等，而单片机只能加工和处理数字量，因此在单片机应用系统中处 理模拟量信号时，就需要进行模拟量与数字量之间的转换，即A/D和D/A转换。
二、双积分式A/D转换原理
双积分A/D转换采用间接测量原理，即将被测电压值VX转换成时间常数，通过测量 时间常数得到未知电压值。其原理如下图所示。它由电子开关、积分器、比较 器、计数器、逻辑控制门等部件组成。
积分器
由于双积分的二次积分时间比较长,因此
Vx VR
比较器
A/D转换速度慢,但精度高。
计数器 输出
五、ADC0809与单片机的接口电路
R1
D1
R2
D2
R3
D3
R4
D4
D5
R5
R6
D6
R7
D7
R8
D8
U1
P10 P11
P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17
P12
13 12
INT1 INT0
ADD-A﹑ADD-B﹑ADD-C：3根地址线。ADD-A为低位地址，ADD-C为高位地址， 用于选择8路模拟量，其地址状态与所选模拟量的对应关系见表10.1。 D0~D7：8位数字量输出端。 ALE：地址锁存允许信号，ALE为高电平时，将ADD-A﹑ADD-B﹑ADD-C的地址 状态送入地址锁存器中。
10 11 30 29
U4
D0 D1 D2
3 4 7 8 13 14 17 18
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
第十章 A/D、D/A转换与单片机接口技术
10．0 你知道吗 10.1 A/D转换器及其与单片机的接口 10.2 D/A转换器及与单片机的接口
你知道吗 在自动控制领域中,通常用单片机进行实时控制和数据处理，我们知道，被 测和被控参数常常是一些连续变化的物理量即模拟量，如温度、速度、电压、 电流、压力等，而单片机只能加工和处理数字量，因此在单片机应用系统中处 理模拟量信号时，就需要进行模拟量与数字量之间的转换，即A/D和D/A转换。
二、双积分式A/D转换原理
双积分A/D转换采用间接测量原理，即将被测电压值VX转换成时间常数，通过测量 时间常数得到未知电压值。其原理如下图所示。它由电子开关、积分器、比较 器、计数器、逻辑控制门等部件组成。
积分器
由于双积分的二次积分时间比较长,因此
Vx VR
比较器
A/D转换速度慢,但精度高。
计数器 输出
五、ADC0809与单片机的接口电路
R1
D1
R2
D2
R3
D3
R4
D4
D5
R5
R6
D6
R7
D7
R8
D8
U1
P10 P11
P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17
P12
13 12
INT1 INT0
ADD-A﹑ADD-B﹑ADD-C：3根地址线。ADD-A为低位地址，ADD-C为高位地址， 用于选择8路模拟量，其地址状态与所选模拟量的对应关系见表10.1。 D0~D7：8位数字量输出端。 ALE：地址锁存允许信号，ALE为高电平时，将ADD-A﹑ADD-B﹑ADD-C的地址 状态送入地址锁存器中。
AD转换器的基本概念及基本结构DA转换器的工作原理及其
本章主要教学内容
➢D/A、A/D转换器的基本概念及基本结构 ➢D/A转换器的工作原理及其特点 ➢A/D转换器的工作原理
实用文档
1
第10章
模拟量输入/输出接口技术
10.1 典型D/A转换器芯片
控制系统中传感器所检测的信号如温度、压力、流 量、速度、湿度等物理量都是随着时间连续变化的模拟 量，为了能用计算机对模拟量进行采集、加工和输出， 就需要把模拟量转换成便于计算机存储和加工的数字量 （称为A/D转换）；同样经过计算机处理后的数字量必须 转换成模拟量（称为D/A转换）才能控制外部设备。
实用文档
6
第10章
模拟量输入/输出接口技术
10.1.2 DAC0832及其应用 DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片，其明显特
点是与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉，在微 机系统中得到了广泛的应用。D/A转换器的输出一般都要 接运算放大器，微小信号经放大后才能驱动执行机构的 部件。
AC0832的主要技术指标有：分辨率为8位；转换速度 约为1μs；非线性误差为 0.20%FSR；温度系数为2×106/℃；工作方式为双缓冲、单缓冲和直通方式；逻辑输 入与TTL电平兼容；功耗为20mW；单电源供电。
模拟量输入/输出接口技术
（2）梯形电阻 D/A转换器：如图 10-2所示，该电阻 网络中仅有R和2R 两种电阻，切换开 关的工作原理与二 进制加权电阻网络 D/A转换工作原理 相同。
2R
d n 1
2R
K1
Rf
R
d n2
2R
K2
d1
+
2R
R 2R
VREF
K -2 梯形电阻D/A转换器的结构
实用文档
➢D/A、A/D转换器的基本概念及基本结构 ➢D/A转换器的工作原理及其特点 ➢A/D转换器的工作原理
实用文档
1
第10章
模拟量输入/输出接口技术
10.1 典型D/A转换器芯片
控制系统中传感器所检测的信号如温度、压力、流 量、速度、湿度等物理量都是随着时间连续变化的模拟 量，为了能用计算机对模拟量进行采集、加工和输出， 就需要把模拟量转换成便于计算机存储和加工的数字量 （称为A/D转换）；同样经过计算机处理后的数字量必须 转换成模拟量（称为D/A转换）才能控制外部设备。
实用文档
6
第10章
模拟量输入/输出接口技术
10.1.2 DAC0832及其应用 DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片，其明显特
点是与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉，在微 机系统中得到了广泛的应用。D/A转换器的输出一般都要 接运算放大器，微小信号经放大后才能驱动执行机构的 部件。
AC0832的主要技术指标有：分辨率为8位；转换速度 约为1μs；非线性误差为 0.20%FSR；温度系数为2×106/℃；工作方式为双缓冲、单缓冲和直通方式；逻辑输 入与TTL电平兼容；功耗为20mW；单电源供电。
模拟量输入/输出接口技术
（2）梯形电阻 D/A转换器：如图 10-2所示，该电阻 网络中仅有R和2R 两种电阻，切换开 关的工作原理与二 进制加权电阻网络 D/A转换工作原理 相同。
2R
d n 1
2R
K1
Rf
R
d n2
2R
K2
d1
+
2R
R 2R
VREF
K -2 梯形电阻D/A转换器的结构
实用文档
D-A转换器
T型电阻网络
D/A转换器
2 DAC技术指标
（1）分辨率
分辨率指的是输出电压的最小变化量与满量程输 出 电 压 之 比 ， 表 明 了 D/A 转 换 器 的 一 个 最 低 有 效 位 （LSB）使输出变化的程度。
分辨率＝
1 2n 1
（n表示二进制位数）
分辨率也常用输入二进制数的位数来描述，位数 越多，则分辨率越高。
DAC0832在单缓冲方式下与CPU的连接电路
D/A转换器
（2）双缓冲方式
• 双缓冲方式是指输入寄存器和DAC寄存器均处于缓
冲方式，即输入数据通过两个寄存器锁存后再送入
D/A转换器。在这种工作方式下，数据接收与D/A转
换可异步进行，可实现多个DAC同时转换输出。
• 将 WR1 和WR2 接CPU系统总线的 信号C，S 和XFER
VE＝±
1× 2
1× 2n
10 V＝±
1× 2n1
10 V
精度为±0.05%表示最大可能误差为：
VE＝10 V× (± 0.05%)＝± 0.5% mV
（3）建立时间
D/A转换器
建立时间指的是当输入数值满量程后，输出模拟值稳定到 最终值的±1/2 LSB时所需要的时间。该时间是表征D/A转换器性 能的重要指标，显然建立时间越大，转换速率越低。
提示
转换速率是指大信号工 作时，模拟输出电压的最大 变化速度，单位为V/µs。
（4）温度灵敏度
温度灵敏度指的是在满量程时，温度每升高1℃，输出模拟值变化的百分数。它反映了D/A转换器对温度变化的 灵敏程度。
（5）输出范围
所谓输出范围，指的是D/A转换器输出电压的最大范围，一般为5～10 V。输出电压一般与参考电压、运算放大器 的连接方式等有关。
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2021年1月30日星期六
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。
2021年1月30日星期六
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。
2021年1月30日星期六
2021年1月30日星期六
图1-16 ADC0809结构框图
ADC0809芯片共有28个引脚，采用双列直插式封装，如图1-17所示。
2021年1月30日星期六
图1-17 ADC0809引脚
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。
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。
2021年1月30日星期六
2.A/D转换器的主要性能指标
精度。
2 分辨率。
1 5
对电源电压变化的抑制比。
转换时间。
3
4 温度系数和增益系数。
2021年1月30日星期六
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。
2021年1月30日星期六
图1-12 DAC0832的逻辑结构图
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。
2021年1月30日星期六
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/R
4.典型的A/D芯片ADC0809 1）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。
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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。
2D/A转换器组成结构图
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。
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图1-13 计数式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。
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图1-14 逐位逼近法A/D转换器
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。
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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。
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图1-16 ADC0809结构框图
ADC0809芯片共有28个引脚，采用双列直插式封装，如图1-17所示。
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图1-17 ADC0809引脚
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。
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。
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2.A/D转换器的主要性能指标
精度。
2 分辨率。
1 5
对电源电压变化的抑制比。
转换时间。
3
4 温度系数和增益系数。
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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。
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图1-12 DAC0832的逻辑结构图
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。
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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/R
4.典型的A/D芯片ADC0809 1）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。
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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。
2D/A转换器组成结构图
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。
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图1-13 计数式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。
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图1-14 逐位逼近法A/D转换器