模数转换器实验
实验七 D / A、A / D转换器
一、实验目的
1、了解D/ A和A / D转换器的基本工作原理和基本结构
2、掌握大规模集成D /A和A / D转换器的功能及其典型应用
二、实验原理
在数字电子技术的很多应用场合往往需要把模拟量转换为数字量，称为模/ 数转换器（A /D转换器，简称ADC）；或把数字量转换成模拟量，称为数/ 模转换器（D / A转换器，简称DAC）。
完成这种转换的线路有多种，特别是单片大规模集成A/D、D / A转换器问世，为实现上述的转换提供了极大的方便。
使用者可借助于手册提供的器件性能指标及典型应用电路，即可正确使用这些器件。
本实验将采用大规模集成电路DAC0832实现D /A转换，ADC0809实现A / D转换。
1、 D /A转换器DAC0832
DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片电流输出型8位数/ 模转换器。
图15－1是DAC0832的逻辑框图及引脚排列。
图15－1 DAC0832单片D/A转换器逻辑框图和引脚排列
器件的核心部分采用倒T型电阻网络的8位D/A转换器，如图15－2所示。
它是由倒T型R－2R电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压V
四部分组
REF
成。
图15－2 倒T 型电阻网络D / A 转换电路
运放的输出电压为
++=----2n 2n 1n 1n n f REF O 2D 2(D R
2R
V V ···…0·2D 0+)
由上式可见，输出电压V O 与输入的数字量成正比，这就实现了从数字量到模拟量的转换。
一个8位的D / A 转换器，它有8个输入端，每个输入端是8位二进制数的一位，有一个模拟输出端，输入可有28 ＝256个不同的二进制组态，输出为256个电压之一，即输出电压不是整个电压范围内任意值，而只能是256个可能值。
DAC0832的引脚功能说明如下： D 0－D 7 ：数字信号输入端
ILE ：输入寄存器允许，高电平有效 CS ： 片选信号，低电平有效
1WR ：写信号1，低电平有效
XFER ：传送控制信号，低电平有效
2WR ：写信号2，低电平有效
I OUT1，I OUT2：DAC 电流输出端
R fB ：反馈电阻，是集成在片内的外接运放的反馈电阻 V REF ：基准电压（－10～+10）V V CC ：电源电压（＋5～＋15）V
AGND ：模拟地
＞ 可接在一起使用
NGND ：数字地
DAC0832输出的是电流，要转换为电压，还必须经过一个外接的运算放大器，实验线路如图15－3所示。
图15－3 D/A转换器实验线路
2、 A /D转换器ADC0809
ADC0809是采用CMOS工艺制成的单片8位8通道逐次渐近型模/ 数转换器，其逻辑框图及引脚排列如图15－4所示。
器件的核心部分是8位A/D转换器，它由比较器、逐次渐近寄存器、D/ A转换器及控制和定时5部分组成。
图15－4 ADC0809转换器逻辑框图及引脚排列。
ADC0809的引脚功能说明如下： IN o －IN 7：8路模拟信号输入端 A 2、A 1、A 0：地址输入端
ALE ：地址锁存允许输入信号，在此脚施加正脉冲，上升沿有效，此 时锁存地址码，从而选通相应的模拟信号通道，以便进行A / D 转换。
START ：启动信号输入端，应在此脚施加正脉冲，当上升沿到达时， 内部逐次逼近寄存器复位，在下降沿到达后，开始A / D 转换过程。
EOC ：转换结束输出信号（转换结束标志），高电平有效。
OE ：输入允许信号，高电平有效。
CLOCK(CP)：时钟信号输入端，外接时钟频率一般为640KHz 。
V cc ：＋5V 单电源供电
V REF (+)、V REF (-)：基准电压的正极、负极。
一般V REF (+)接+5V 电源，V REF (-)接地。
D 7－D o ：数字信号输出端
1）模拟量输入通道选择
8路模拟开关由A 2、A 1、A 0三地址输入端选通8路模拟信号中的任何一路进行A / D 转换，地址译码与模拟输入通道的选通关系如表15－1所示。
表15－1
2）D / A 转换过程
在启动端（START ）加启动脉冲（正脉冲），D / A 转换即开始。
如将启动端（START ）与转换结束端（EOC ）直接相连，转换将是连续的，在用这种转换方式时，开始应在外部加启动脉冲。
三、实验设备及器件
1、 ＋5V 、±15V 直流电源
2、 双踪示波器
3、计数脉冲源
4、逻辑电平开关
5、逻辑电平显示器
6、直流数字电压表
7、 DAC0832、ADC0809、μA741、电位器、电阻、电容若干
四、实验内容
1、 D /A转换器— DAC0832
(1) 按图15－3接线，电路接成直通方式，即CS、1、2、接地；
ALE、V
CC 、V
REF
接+5V电源；运放电源接±15V；D
～D
7
接逻辑开关的输出插口，
输出端v
O
接直流数字电压表。
(2) 调零，令D
0～D
7
全置零，调节运放的电位器使μA741输出为零。
(3) 按表15－2所列的输入数字信号，用数字电压表测量运放的输出电压V
，并将测量结果填入表中，并与理论值进行比较。
2、A / D转换器— ADC0809
按图15－5接线
图15－5 ADC0809实验线路
(1)八路输入模拟信号1V～4.5V，由+5V电源经电阻R分压组成；变换
结果D
0～D
7
接逻辑电平显示器输入插口，CP时钟脉冲由计数脉冲源提供,取
f＝100KHz；A
0～A
2
地址端接逻辑电平输出插口。
(2)接通电源后，在启动端（START）加一正单次脉冲，下降沿一到即开始
A /D转换。
(3)按表15－3的要求观察，记录IN
0～IN
7
八路模拟信号的转换结果，并将
转换结果换算成十进制数表示的电压值，并与数字电压表实测的各路输入电压值进行比较，分析误差原因。
五、实验预习要求
1、复习A/D、D/A转换的工作原理
2、熟悉ADC0809、DAC0832各引脚功能，使用方法。
3、绘好完整的实验线路和所需的实验记录表格
4、拟定各个实验内容的具体实验方案
六、实验报告
整理实验数据，分析实验结果。
8位数模转换器ADC0809实验报告
8位数模转换器ADC0809实验报告实验目的：本实验旨在通过使用8位数模转换器ADC0809来将模拟信号转换为数字信号，并输出至LED灯中，以达到理解数字信号的目的。
实验原理：ADC0809是典型的8位数模转换器，它是一种具有8个模拟输入通道的典型ADC。
ADC0809是一种串行转换器，它可以实现单端和差分两种模式的转换。
ADC0809的转换精度为8比特，转换速率为100厘秒。
ADC0809通过8个输入通道将模拟信号转换为数字信号，并通过8个数据引脚输出数字信号。
实验器材：电脑、ADC0809、LED灯、电阻、电容、按键开关、电源、实验板。
实验步骤：1.将ADC0809插入实验板上。
2.将电阻连接至ADC0809的引脚，以使引脚与电阻的连接具有正确的阻值。
3.将电容插入ADC0809的引脚，并连接至电源。
4.将按键开关插入ADC0809的引脚，并连接至电源。
5.将LED灯连接至ADC0809的引脚，并连接至电源。
6.将实验板接入电源，启动电路。
7.按下按键开关，开始信号转换。
8.数字信号转换完成后，将数字信号输出至LED灯中。
实验结果：本实验成功地将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号输出至LED灯中，达到了理解数字信号的目的。
结论：通过本实验，我们可以了解数字信号的基本原理和用途。
通过使用ADC0809将模拟信号转换为数字信号，并输出至LED灯中，我们可以更好地理解数字信号的应用和意义。
同时，该实验也为我们打下了更深入学习数字电路和信号处理技术的基础。
数模转换和模数转换实验
③ I0 是电流输出端，MC3408L 以负电流的形式输出，I0 与输入数字信号的 关系满足方程
I0=-Vr/Rr*(A1/2+A2/4+A3/8+A4/16+A5/32+A6/64+A7/128+A8/256)
114
=பைடு நூலகம்Vr/Rr*ΣAi/2i
(6-1-1)
式中：Ai 是输入数字信号，高电平为“1”，低电平为“0”；Vr 和 Rr 分别是参考 电压和参考电阻的大小。
1
0
0 加计数
为全“0”，则其模拟量输出波形如图 ↑
0
0
0
0 减计数
6-1-4（c）所示。其频率
f=1/(2*2Ntcp)=1/(2N+1tcp)
（6-1-3）
式中 N —— 可逆计数器的位数；
115
tcp—— 时钟周期。 四位二进制可逆计数器 MC14516 的引脚如图 6-1-5 所示，表 6-1-1 是其功能。 3． 实验电路
图中 R1 和稳压管 2CW11 构成保护电路，使 E 点电压小于等于 2CW11 的稳 定电压。因而只需选择稳压管的稳定电压小于 TTL 输入端允许的最大逻辑高电 平，就能保证 G1 门不会因输入电压太高而损坏。
图中 74LS248 和 LED 数码管是显示模拟量转换成数字量后的数码，便于实验 观察。
输入数字量之间的关系，即
6-1-2 式。
① 按图 6-1-3 连接电路（每个
电阻、参考电压及电源电压均需测
量），运放 LM324 的 Vcc 接 5V，VEE 接地。
② 按表 6-1-2 输入数字量，用
数字电压表测量输出电压 UO，并与 按式 6-1-2 计算的理论值进行比较，
嵌入式系统概论 实验 7 模数转换器实验 实验报告
嵌入式系统概论实验 7 模数转换器实验实验
报告
计算机科学与技术（嵌入式及物联网）实验名称实验7- 模数转换器实验班级13计算机科学与技术小组情况余博文姓名余博文实验时间2020-9-16学号50指导教师邓春健成绩批改日期教师签名
一、基础实验（1）实验代码中，将下面这句代码去掉可以吗？为什么while( (ADDR&0x)==0 ); 不可去掉。
AD转换需要时间，如果没有判断是否完成AD转换就进行后面语句的执行，则容易导致所传数据未转换完而缺失。
（2）请解释如下实验代码，说明ADC_Data *3300及ADC_Data /1024的目的。
A DC_Data = ADDR; ADC_Data = (ADC_Data>>6)
& 0x3FF; ADC_Data = ADC_Data *3300; ADC_Data =
ADC_Data /1024;用于保存所转换的结果，并对所转换的结果进行操作。
取高10位，然后用乘以参考电压3300得出电压值。
然后除以1024得出AD转换之后的二进制数。
二、提高实验（3）若需要MAT0、1引脚的下降沿信号启动ADC，应如何修改实验参考程序？
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微机原理实验之模数转换器ADC0809的使用
微机原理实验之模数转换器ADC0809的使用2011年05月18日星期三 10:04实验器材：模数转换器0809，8255（作为显示结果用的），实验台线路。
实验目的：貌似比较简单，就是知道ADC0809可以进行模数转换，了解一下它的地址分配，以及如何实现片选的，不知到同学们是否达到了这个目的，貌似很多人接好线，看看可以运行就撤退了。
实验内容：用ADC0809把滑动变阻器限制的电压转化成某个范围内的数字量并通过8255显示在发光二极管上。
实验步骤：一、接线。
1.ADC0809的接线。
从左上角引过滑动变阻器限制的输入电压连接到ADC0809的输入端I0上。
系统0.5M时钟频率发生器连接到ADC0809的CLK上，作为其工作的时钟信号。
将三条地址选择线A，B，C分别接到系统的A0，A1，A2上。
74LS138的210h～217h接到ADC0809A 的CS端。
（这里其实是两个门电路的公共输入端，起到了片选的效果）。
2.8255的接线。
CS端接到74LS138的200h～207h上，把A口与8个发光二极管对应相连。
二、程序。
code segmentassume cs:codestart:;init 8255 A output at mode 0mov dx,203hmov al,80hout dx,allp:;activate ADC0809mov dx,210hout dx,al;if you connect A,B,C with A0,A1,A2,al内容无所谓，but if 连D0，D1，D2，here al must be 0;delay 100us to wait for 0809 conversionmov cx,100del:loop del;display the outcome with 8255in al,dxmov dx,200hout dx,aljmp lpcode endsend start三、操作及结果。
实验三 ADC0809模数转换实验
实验三ADC0809模数转换实验一、实验目的1、掌握ADC0809模/数转换芯片与单片机的连接方法及ADC0809的典型应用。
2、掌握用查询方式、中断方式完成模/数转换程序的编写方法。
二、实验说明本实验使用ADC0809模数转换器，ADC0809是8通道8位CMOS逐次逼近式A/D转换芯片，片内有模拟量通道选择开关及相应的通道锁存、译码电路，A/D转换后的数据由三态锁存器输出，由于片内没有时钟需外接时钟信号。
下图为该芯片的引脚图。
各引脚功能如下：IN0～IN7：八路模拟信号输入端。
ADD-A、ADD-B、ADD-C：三位地址码输入端。
八路模拟信号转换选择由这三个端口控制。
CLOCK：外部时钟输入端（小于1MHz）。
D0～D7：数字量输出端。
OE：A/D转换结果输出允许控制端。
当OE为高电平时，允许A/D转换结果从D0～D7端输出。
ALE：地址锁存允许信号输入端。
八路模拟通道地址由A、B、C输入，在ALE信号有效时将该八路地址锁存。
START：启动A/D转换信号输入端。
当START端输入一个正脉冲时，将进行A/D转换。
EOC：A/D转换结束信号输出端。
当A/D转换结束后，EOC输出高电平。
Vref(+)、Vref(-)：正负基准电压输入端。
基准正电压的典型值为+5V。
VCC和GND：芯片的电源端和地端。
三、实验步骤1、单片机最小应用系统1的P0口接A/D转换的D0～D7口，单片机最小应用系统1的Q0～Q7口接0809的A0～A7口，单片机最小应用系统1的WR、RD、P2.0、ALE、INT1分别接A/D转换的WR、RD、P2.0、CLOCK、INT1，A/D转换的IN接入+5V，单片机最小应用系统1的RXD、TXD连接到串行静态显示实验模块的DIN、CLK。
2、基于KEIL建立A/D转换程序。
要求将采集到的电压等间隔分为0~9共10级，并用一位共阴级数码管显示出来。
四、流程图及源程序1.流程图如图2所示。
实验十六、数模转换器
实验目的： 一、 实验目的： 1.熟悉D/A转换器的基本工作原理。 熟悉D/A转换器的基本工作原理。 D/A转换器的基本工作原理 掌握D/A转换集成芯片DAC 0832的性能及其 D/A转换集成芯片 2 . 掌握 D/A 转换集成芯片 DAC 0832 的性能及其 使用方法。 使用方法。
D1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1
D0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1
六实验报告内容 1.整理所测实验数据，画出实验电路。 2.分析理论值和实际值的误差。 3.绘出所测得的电压波形，并进行比较、分析。
各引脚功能为:
D7～D0：八位数字量输入端，D7为最高位，D0为最低位。 Io1：模拟电流输出1端，当DAC寄存器为1时，Io1最大；全0时，Io1 最小。 Io2：模拟电流输出2端，Io1+Io2=常数=VREF/R，一般接地。 Rf：为外接运放提供的反馈电阻引出端。 VREF：是基准电压参考端，其电压范围为-10～+10V。 Vcc：电源电压，一般为+5V～+15V。 DGND：数字电路接地端。 AGND：模拟电路接地端，通常与DGND相连。
由于运放的输出值为vo不全合上则s代码有些为0有些为1设4位s代码为d3d2d1d0则vrefrbvrefr所以vorfbvrefrb为二进制数即模拟电压输出正比于输入数字量b从而实现了数字量的转随着集成技术的发展中大规模的da转换集成块相继出现它们将转换的电阻网络和受数码控制的电子开关都集在同一芯片上所以用起来很方便
输入数字量 D4 D3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1
输出模拟量V0(V) VCC＝+5V
D7 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
试验一模数数模转换试验
实验一模/数、数/模转换试验一、实验目的1、加深理解模/数、数/模转换的工作原理，熟练使用和掌握ADC0809和DAC0832。
2、了解掌握A/D、D/A转换流程以及计算机分时控制模/数、数/模转换器的情况。
[试验1.1](试验线路图见图1.1-1)8088CPU的OPCLK信号与ADC0809单元电路的CLOCK相连作为ADC0809的时钟信号。
ADC0809芯片输入选通地址码A、B、C为“1”状态，选通输给A/D转换器输入-5V～+5V的模拟电压。
8253入通道IN7。
通过电位器W141的2#口用于5ms定时输出OUT2信号启动A/D转换器。
由8255口A为输入方式，A/D转换器的数据通过A口采入计算机，送到显示器上显示，并由数据总线送到D/A转换器0832的输入端。
选用8088CPU的地址输入信号IOY0为片选信号（CS）, XIOW信号为写入信号（WR），D/A转换器的口地址为00H。
调节W即可改变输入电压，可从显示器上看A/D转换器对应输出的数141码，同时这个数码也是D/A转换器的输入数码。
图1.1-1A/D、D/A转换程序流程（见图1.1-2）对应下面的流程，程序已编好放在8088的监控中，可用U(反汇编)命令查看。
图1.1-2[试验1.2](试验线路图见图1.2-1)设置8253为定时方式，OUT2信号为采样脉冲，采样周期为5ms。
8255的A口为输入方式，用于采入数据。
8255的B口为输出方式，用于选择控制双路输入输出通道。
A/D转换单元可对多路模拟量进行转换，这里用6、7两路分别接入图1.2-2所示信号。
计算机控制A/D变换器分时对这两路模拟信号进行A/D转换。
将转换的数字量送至D/A变换器还原成模拟量，并送至两个采样保持器。
由8255B 口分别控制两个采样保持器的采样开关，以保证采样保持器单元电路中的OUT1输出信号与A/D变换单元U12的IN6输入信号一致；采样保持器单元电路的OUT2输出信号与A/D变换单元U12的IN7输入信号一致。
TLC549模数转换器的控制实验
A/D芯片TLC549的转换与数据采集实验1、实验目的(1) 掌握A/D转换与单片机的接口方法；(2)掌握A/D芯片TLC549的编程方法；(3)掌握数据采集程序的设计方法；2、实验内容利用实验开发装置上的TLC549做A/D转换器，对电位器提供的模拟电压信号进行定时采样，结果在数码管上进行显示。
3、I/O地址A/D转换芯片 TLC549CLK P1.5 时钟位DAT P1.7 数据位CS P1.6 选片位4、实验线路将TLC549的CLK接P1.5、DAT接P1.7、CS接P1.6，将模拟电压输入端连到电位器的电压输出端，并接万用表进行输入电压测量。
5、实验步骤在PC机输入源程序并汇编，然后下载到单片机上，进行调试。
调节电位器，电压从0V到5V变化，记录数码管的显示数值。
记录到表中。
6、实验报告(1) 整理好实验程序和实验记录,进行数据处理分析并做图。
(2) 数据采集中，如何实现精确的定时数据采集？(3) 数码管动态扫描显示程序设计中，显示刷新的时间如何确定？TLC549实验程序#include "reg52.h"#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/***************************************************TLC549 A/D转换****************************************************/sbit CLK=P1^5;sbit DAT=P1^7;sbit CS =P1^6;uchar TLC549ADC(void){uchar i,x;CLK=0; DAT=1; CS=0;for(i=0;i<8;i++){CLK=1;x<<=1;if(DAT==1) x++;CLK=0;}CS=1;return (x);}uint y;uchar x;void main(){while(1){y=TLC549ADC();y=y*250/128;P3=y/100;P2=y%10+((y/10)%10)*16;}}。
实验2.6模数转换
实验2.6模数转换(ADC)实验⏹实验目的●学习模数转换的原理，了解其应用方向；●学习模数转换芯片TLV0832的原理及使用；●学习掌握ICETEK-DM6437-A板扩展ADC功能的原理和具体实现方式；●学习并掌握模数转换的程序设计。
⏹实验设备●PC一台，安装WindowsXP或以上版本操作系统；安装ICETEK-DM6437-A所需实验和开发环境。
●ICETEK-DM6437-A实验箱一台。
如选择脱离实验箱测试，则配备ICETEK-XDS100v2+仿真器和ICETEK-DM6437-A，+5V电源一只，ICETEK-SG-A信号源一台及相关线缆电源。
●标准USB A口转Mini口电缆一条。
●示波器一台(20M或以上)。
⏹实验原理通用计算机(包括单片机、DSP等)采用数字电路，其输入和输出的信号都是数字量，即高电压和低电压代表的1和0信号。
但物理世界中存在的事物并不是按这种方式存在的，现实世界中的电信号也不一定与计算机的电平相同。
我们管现实世界存在的信号(转化为电信号后)为模拟量，而计算机用的输入输出信号量叫数字量。
那么就存在个问题：如何让我们要解决的物理世界中的各种信号输入到计算机(输入模拟量)，计算机通过运算得到的解决方案再通过一定方式能影响到现实世界中的事物(输出模拟量)呢？计算机输入外部信号的过程叫做信号采集，对于模拟量，使用专门的电路，将被采集的模拟量变换成计算机可以识别的数据，进行分时多次采集后输入计算机系统，我们管这种方式叫做信号的数字化，由于这个采集工作并非连续进行，而是要间隔一段时间(由于电路转换需要一定时间才能完成，在转换完成过程中的信号则无法转换而被舍弃)，所以又称被测信号的离散化。
●模数转换对于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程，称之为模数转换(ADC)，实现这一转换的电子电路称为模数转换器(ADC转换器，Analog-to-Digital Converter)。
ad16实验报告(一)
ad16实验报告(一)AD16实验报告1. 实验背景AD16是一款常用的模数转换器，广泛应用于采集和处理模拟信号。
本次实验旨在探究AD16的工作原理及其在实际应用中的性能表现。
2. 实验环境•AD16模数转换器•信号发生器•示波器•计算机3. 实验过程3.1 连接电路将AD16模数转换器接入信号发生器和示波器，利用示波器观察输入信号和输出信号的变化。
3.2 调节参数逐步调节AD16的参数，如采样频率、量化位数等，观察输出信号的变化情况。
3.3 记录数据记录每组调节参数时的输入信号和输出信号数据，便于后续分析和比较。
4. 实验结果通过实验可以发现，AD16的性能表现优秀，在各项参数调节下都能够输出较为准确的模拟信号转换结果，且误差较小。
5. 实验分析经对实验数据的分析比较，发现采样频率对于AD16的性能影响较大，高采样率能够得到更加准确的模拟信号转换结果。
此外，量化位数也是影响AD16性能的重要因素，较高的量化位数可以提升模拟信号转换的精度。
6. 实验总结AD16模数转换器是一款性能优秀的模拟信号转换器，在实际应用中具有广泛的应用前景。
本次实验通过对其工作原理和参数调节的分析和探究，使我们更加深入了解了AD16的性能表现和应用前景。
7. 实验中的问题及改进方案在本次实验中，可能会出现测试电路失效、参数调节不准确等问题，可以通过以下改进方案解决：•使用更稳定的信号发生器和示波器，以提高测试电路的精度和准确度。
•在调节参数时，应根据实际需要逐步调整，并记录下每次调整的结果，以方便后续对比和分析。
8. 实验应用与展望AD16模数转换器在电子信息领域的应用前景十分广泛，可以广泛应用于高精度模拟信号转换、数据采集、图像处理等方面。
随着科技的不断发展，模数转换器的性能和应用领域也将不断拓展和优化，未来可以预见的是，这些设备将在更多领域得到广泛应用和发展。
9. 实验代码和数据以下是本次实验记录的部分数据和代码：import numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 输入信号数据x = np.linspace(0, 2*np.pi, 50)y = np.sin(x)# 采样率为100Hz，量化位数为12位fs =100bits =12V_ref =5# AD16模拟转换V_in = V_ref*yV_out = ((2**bits)/V_ref)*V_in# 绘制输入信号和输出信号图像fig, ax = plt.subplots()ax.plot(x, y, label='input signal')ax.plot(x, V_out, label='output signal')ax.set_xlabel('Time')ax.set_ylabel('Voltage')ax.legend()plt.show()10. 参考资料1.AD16模数转换器产品手册2.模数转换器原理及应用（吴宏志，电子工业出版社）。