第6讲模数转换器.ppt
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1、主讲人:施保华,AVR单片机C语言程序设计,三峡大学电子设计及创新实验室(32学时),2,D/A转换器(Digital to Analog Converter)是一种能把数字量转换成模拟量的电子器件;A/D转换器(Analog to Digital Converter)则相反,它能把模拟量转换成相应的数字量。在微机控制系统中,经常要用到A/D和D/A转换器。它们的功能及在实时控制系统中的地位,如图2-1所示。,3,图2-1 单片机和被控实体间的接口示意,4,为了说明T型电阻网络的工作原理,现以四位D/A转换器为例加以讨论,如图2-2所示。,图2-2 T型电阻网络型D/A转换器,5,1.典型的D
2、/A转换器芯片DAC0832,DAC0832内部由三部分电路组成,如图2-3所示。,图2-3 DAC0832原理框图,6,3. DAC0832的技术指标,DAC0832的主要技术指标: (1)分辨率 8位 (2)电流建立时间 1S (3)线性度(在整个温度范围内)8、9或10位 (4)增益温度系数 00002 FS/ (5)低功耗 20mW (6)单一电源 +5 +15V,7,因DAC0832是电流输出型D/A转换芯片,为了取得电压输出,需在电流输出端接运算放大器,Rf为运算放大器的反馈电阻端。运算放大器的接法如图2-5所示。,图2-5 运算放大器接法,8,2.3.1 逐次逼近式A/D转换器的
3、工作原理,逐次逼近式A/D转换器是一种采用对分搜索原理来实现A/D转换的方法,逻辑框图如图2-17所示。,图2-17 逐次逼近式A/D转换器逻辑框图,9,ATmega16有一个10位的逐次逼近型ADC。ADC与一个8通道的模拟多路复用器连接,能对来自端口A 的8 路单端输入电压进行采样, 10 位 精度 0.5 LSB 的非线性度 2 LSB 的绝对精度 65 - 260 s 的转换时间 最高分辨率时采样率高达15 kSPS 8 路复用的单端输入通道 7 路差分输入通道 2 路可选增益为10x 与200x 的差分输入通道 可选的左对齐ADC 读数 0 - VCC 的 ADC 输入电压范围 可选
4、的2.56V ADC 参考电压 连续转换或单次转换模式 通过自动触发中断源启动ADC 转换,10,ADC 通过逐次逼近的方法将输入的模拟电压转换成一个10 位的数字量。最小值代表GND,最大值代表AREF引脚上的电压再减去1 LSB。通过写ADMUX寄存器的REFSn位可以把AVCC 或内部2.56V 的参考电压连接到AREF 引脚。 ADC转换结果为10位,存放于ADC数据寄存器ADCH及ADCL中。默认情况下转换结果为右对齐,但可通过设置ADMUX 寄存器的ADLAR 变为左对齐。 如果要求转换结果左对齐,且最高只需8 位的转换精度,那么只要读取ADCH 就足够了。,11,启动一次转换,向
5、 ADC 启动转换位ADSC 位写“1” 可以启动单次转换。在转换过程中此位保持为高,直 到转换结束,然后被硬件清零。如果在转换过程中选择了另一个通道,那么ADC 会在改 变通道前完成这一次转换。 在默认条件下,逐次逼近电路需要一个从50 kHz到200 kHz的输入时钟以获得最大精度。 正常转换需要13 个ADC 时钟周期。为了初始化模拟电路,ADC 使能(ADCSRA 寄存器 的ADEN 置位) 后的第一次转换需要25 个ADC 时钟周期。,12,ADC的参考电压源(VREF)反映了ADC的转换范围。若单端通道电平超过了VREF,其结果将 接近0x3FF。VREF 可以是AVCC、内部2.
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