第8章、模/数和数/模转换8.1概述模拟量：连续变化的物理量。如温度、速度、流量、压力等。模拟量I/O接口的作用：实际工业生产环境——连续变化的模拟量例如：电压、电流、压力、温度、位移、流量计算机内部——离散的数字量二进制数、十进制数工业生产过程的闭环控制模拟接口电路的任务8.2数/模（D/A）转换器一、运算放大器的工作特点和原理1、特点：①开环放大倍数高，则所需输入电压小。②输入阻抗非常大，则输入电流小。③输出阻抗很小，驱动能力非常大。2、电路符号3、运放的放大倍数足够大时，输出电压VO与输入电压Vin的关系为：4、若输入端有n个支路,则输出电压VO与输入电压Vi的关系为：二、由T型电阻网络和运算放大器构成的D/A转换器1、一个简单的D/A转换器2R4R8R16R32R64R128R256R2、D/A转换器的性能与技术指标分辨率（Resolution）输入的二进制数每±1个最低有效位(LSB)使输出变化的程度。一般用输入数字量的位数来表示:如8位、10位例：一个满量程为5V的10位DAC，±1LSB的变化将使输出变化5/(210-1)=5/1023=0.04888V=48.88mV转换精度（误差）实际输出值与理论值之间的最大偏差。一般用最小量化阶⊿来度量，如±1/2LSB也可用满量程的百分比来度量，如0.05%FSR(LSB-LeastSignificantBit,FSR-FullScaleRange)转换时间从开始转换到与满量程值相差±1/2LSB所对应的模拟量所需要的时间3、为控制电阻网络各支路电阻值的精度，实际的D/A转换器采用R-2R梯形电阻网络(见下图)，它只用两种阻值的电阻(R和2R)。D/A转换器的原理图（1）－T型电阻网络D/A转换器的原理图（2）D/A转换器的原理图（3）D/A转换器的原理图（4）输出正向锯齿波8.2.2数/模转换器件和有关电路一、不带数据输入寄存器的D/A芯片的使用要求在D/A转换器的前面增加一个数据锁存器，再与总线相连。二、带有数据输入寄存器的D/A芯片的使用以DAC0832为例来具体介绍。1、DAC0832的功能示意图DAC0832的数字接口DAC0832的工作方式：单缓冲方式使输入锁存器或DAC寄存器二者之一处于直通。CPU只需一次写入即开始转换。控制比较简单。双缓冲方式（标准方式）转换要有两个步骤：将数据写入输入寄存器CS#=0、WR1#=0、ILE=1将输入寄存器的内容写入DAC寄存器WR2#=0、XFER#=0优点：数据接收与D/A转换可异步进行；可实现多个DAC同步转换输出——分时写入、同步转换直通方式使内部的两个寄存器都处于直通状态。模拟输出始终跟随输入变化。不能直接与数据总线连接，需外加并行接口(如74LS373、8255等)。直通锁存器的工作方式DAC0832的工作方式：直通方式DAC0832的工作方式：单缓冲方式DAC0832的工作方式：双缓冲方式DAC0832的模拟输出单极性电压输出单极性电压输出：例子双极性电压输出：电路双极性电压输出：公式双极性电压输出：例子下面举例说明如何编写D/A转换程序。MOVAL，7FH;设2.5V初值DOWN：OUT20H，AL;输出模拟信号到端口20H，三角波下降段DECAL;输出值减1CMPAL，00H;输出值到达0V？JNZDOWN;输出值未达到0V，则跳到DOWNUP：OUT20H，AL;输出模拟量到端口20H，三角波上升段INCAL;输出值加1CMPAL，7FH;判别输出值是否到达2.5VJNZUP;输出值未达到2.5V则跳到UPJMPDOWN;输出值达到2.5V则跳到DOWN循环。本例中DAC0832输出的三角波如图所示。若8086的时钟频率为5MHz，则可计算出该三角波的周期大约为1.53ms，即频率约为654Hz。如果要进一步降低三角波的频率（增大其周期），可在每次D/A转换之后加入适当的延时。8.3模/数（A/D）转换器8.3.1A/D转换所涉及的参数A/D转换是指通过一定的电路将模拟量转变为数字量。1、转换精度由于模拟量是连续的，而数字量是离散的，所以一般是某个范围的模拟量对应于某一个数字量。转换精度反映了A/D转换器的实际输出接近理想输出的精确程度，常用数字量的最低有效位LSB来表示，设数字量的最低有效位对应于模拟量△，我们称△为数字量的最低有效位的当量。则若模拟量在±△/2范围内都产生相对应得唯一的数字量，则这个A/D转换器的精度为±0LSB。2、转换率用完成一次A/D转换所需要的时间的倒数来表示，转换率表示了A/D转换的速度。3、