這一篇介紹D/A轉(zhuǎn)換原理以及在TX-1C上的接線(xiàn)方式(實(shí)現(xiàn)方法)，再用一個(gè)例子來(lái)加深理解。

D/A轉(zhuǎn)換原理及參數(shù)指標(biāo)

1.基本原理

數(shù)字量是二進(jìn)制代碼數(shù)位組合而來(lái)的，每位都有一定的權(quán)重，在D/A轉(zhuǎn)換中，怎么樣把這些權(quán)重以合適的方法表示出來(lái)是轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。

為了讓數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，必須將每一位代碼按其權(quán)重的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量，然后再把這些模擬量相加。D/A轉(zhuǎn)換的示意圖如下：

即輸入相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，得出一個(gè)模擬量的輸出，而作為一個(gè)三位的轉(zhuǎn)換，模擬量與數(shù)字量的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以用下圖來(lái)表示。在右圖中D分別對(duì)應(yīng)了相應(yīng)的V0 。

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下面介紹集中D/A轉(zhuǎn)換器，他們思路大致相同，常用的分別有這幾類(lèi)：

1.權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換

如果一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)用D n = d n ? 1 d n ? 2 d n ? 3 … d 1 d 0 來(lái)表示，那它從高位到低位的權(quán)重分別為2 n ? 1 ,2 n ? 2 … 如果可以通過(guò)電阻阻值的不同來(lái)對(duì)各支路進(jìn)行處理最后加和，應(yīng)該是可以達(dá)到預(yù)期效果的。下來(lái)展示一個(gè)4位的權(quán)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換電路。

這其中d i 的值可以為0或1，表示開(kāi)關(guān)的打開(kāi)與閉合，之后通過(guò)一個(gè)求和放大器輸出相應(yīng)的模擬量。

因?yàn)槭欠聪喾糯笃鳎释茖?dǎo)過(guò)程如下：

從推導(dǎo)過(guò)程可發(fā)現(xiàn)當(dāng)VREF為正電壓時(shí)最后導(dǎo)出的結(jié)果為負(fù)值。故在運(yùn)用中向VREF導(dǎo)入負(fù)值就可。

這個(gè)電路的問(wèn)題是電阻的值之間相差可能過(guò)大，可能會(huì)引起誤差，另外開(kāi)關(guān)應(yīng)該也是有阻值的，也會(huì)帶來(lái)分壓的問(wèn)題。下面是基于此問(wèn)題的改進(jìn)版電路

2.倒T形電阻D/A

這里只用了兩種電阻R/2R，但通過(guò)并聯(lián)分流同樣實(shí)現(xiàn)了電流的加和。

且此電路中的2R電阻均接地或虛地，這樣做的的好處是流經(jīng)2R電阻的電流與開(kāi)關(guān)位置無(wú)關(guān)，是一個(gè)確定的值。通過(guò)進(jìn)一步推導(dǎo)可得：

注意也要對(duì)模擬開(kāi)關(guān)導(dǎo)通電阻的阻值做限制，不然會(huì)出現(xiàn)電流不準(zhǔn)確的情況。

3.權(quán)電流D/A(利用電流源)

倒T型D/A中一旦開(kāi)關(guān)或電阻的阻值沒(méi)有保持二倍關(guān)系，電流關(guān)系就會(huì)隨之變化，不太穩(wěn)定。采取進(jìn)一步的改進(jìn)方案。

采用恒流源就可以避免電阻阻值對(duì)電路的影響。

相應(yīng)分析如下，可發(fā)現(xiàn)輸出量是正比于輸入的數(shù)字量的。

4.雙極性輸出D/A

考慮到在實(shí)際情況中常把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼的形式，則若把原碼輸入后對(duì)應(yīng)的數(shù)再轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)化為補(bǔ)碼時(shí)偏移的輸出就更完善了。對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。

且由于之前的電路只能單極輸出，不滿(mǎn)足現(xiàn)在的需求，可通過(guò)在運(yùn)放負(fù)極加一個(gè)帶有V B ( + ) 和R的偏置電路解決。下面引出的VREF(?) 當(dāng)然是負(fù)的，這樣就能實(shí)現(xiàn)原碼轉(zhuǎn)化為補(bǔ)碼并雙極輸出。

電路圖如下：

D/A的參數(shù)指標(biāo)與A/D相差不大，在此不作贅述。

DAC0832的工作原理以及實(shí)現(xiàn)方法

因采取電流輸出方式，有IOUT1和IOUT2兩個(gè)輸出接口,引腳分布圖如下：

出現(xiàn)了兩個(gè)新的引腳XFER和ILE。

XFER為數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入端，ILE 為鎖存允許段，另外Rfb為反饋電阻端，與IOUT1端接有一電阻?？纯词謨?cè)上的接線(xiàn)，大概清楚除了數(shù)據(jù)總線(xiàn)外還要把哪些端口與控制總線(xiàn)相連。

其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖，可看到CS和WR1相與后再和ILE相與接至鎖存器，故這個(gè)輸入鎖存器應(yīng)當(dāng)擁有三態(tài)功能，且三個(gè)接口都有效時(shí)才能傳送數(shù)據(jù)。關(guān)注DAC寄存器上的連接線(xiàn)，XFER 起到了控制另外一個(gè)寫(xiě)入端的作用。

TX-1C實(shí)驗(yàn)板上將DAC外圍電路接為直通方式(其可以雙緩沖，單緩沖或者直通)，同樣的道理，我們需要研究它的接線(xiàn)以及操作時(shí)序圖。

操作時(shí)序圖相較于A/D的改變就是將V0換為了IOUT1，且多了ILE鎖存允許的引腳，其余相同。

現(xiàn)用一道例題來(lái)融會(huì)貫通所學(xué)知識(shí)。

分析：1.需要用sbit定義蜂鳴器，dula，wela，以及WR，CS的引腳

2.蜂鳴器的警報(bào)用高低電平控制，則發(fā)光二極管D12流程為滅→亮 →滅 兩個(gè)過(guò)程各需要2.5s

3.又說(shuō)是均勻點(diǎn)亮/熄滅，則考慮找一個(gè)步進(jìn)，定義好中間變量且將系統(tǒng)初始化后，用大循環(huán)分別對(duì)這兩種情況進(jìn)行處理(滅→亮/亮→滅 )

4.對(duì)于步進(jìn)n要有一個(gè)計(jì)算，之后需要delayms(2500ms/n)

具體程序如下：