DA轉換實驗報告

1、 D/A轉換實驗報告 組員： 田亞峰 杜亞亞 摘要此次設計實驗是以AT89C51、DAC0832、741為核心，并加以其他輔助電路來實驗D/A轉換，其中主要是利用單片機來控制從數字量到模擬量的整個轉換。先是從鍵盤輸入數字量到單片機，再從單片機輸出到DAC0832，經D/A轉換后輸出與該數字量大小對應的模擬電壓，并用LED數碼管顯示出來輸入的數字量值。目錄1.方案設計及論證11.1理論分析11.2單片機選擇11.3鍵盤設計21.4 D/A轉換選擇22.硬件設計22.1單片機模塊22.2 D/A轉換模塊33.軟件設計54.仿真驗證及調試54.1調試方法54.2性能測試儀器64.3實驗數據64.4誤

2、差分析65.設計總結及體會7附錄（一）：實物圖9附錄（二）軟件程序91. 方案設計及論證1.1理論分析 根據本次設計任務的要求，由單片機模塊、D/A轉換模塊、反相比例加法運算電路構成。系統(tǒng)框圖如下：圖1 系統(tǒng)框圖1.2單片機選擇方案一：選用AT89C51方案二：選用AT89C52論證：1）AT89C52的程序空間為8K 比AT89C51的空間大2）AT89C52多了個T2定時器，所以比89C51多幾個寄存器 因此選用AT89C52.1.3鍵盤設計方案一：采用獨立式鍵盤方案二：采用矩陣式鍵盤論證：由于獨立式鍵盤占用較多的I/O線，因此選用4×4矩陣式鍵盤輸入，以保證10個數全部完整輸入

3、，節(jié)省I/O端口資源。1.4 D/A轉換選擇此次設計選用DAC0832，它是由一個八位輸入鎖存器、一個8位D/A鎖存器和一個8位D/A轉換器三個部分組成。D/A轉換器將輸入的數字量轉換為模擬量輸出，數字量是由若干數位構成的，就是把每一位上的代碼按照權值轉換為對應的模擬量，再把各位所對應的模擬量相加，所得到各位模擬量的和便是數字量所對應的模擬量。2.硬件設計2.1單片機模塊89C51單片機本身的電源電壓是5v，有兩種低功耗方式：待機方式和掉電方式。在掉電狀態(tài)下，其耗電電流為3mA，在掉電方式下提供約50mA的電流。80C51單片機是8位單片機，速度較慢，且不能在線編程。在單片機的外部加一個振蕩電

4、路，這個電路有晶振和兩個電容組成，晶振兩端分別接到兩個電容的一端，兩個電容的另一端都要接地。這兩個電容串聯的容量就是就等于負載電容，這兩個電容選用33PF的。在P0端口接一個上拉電阻，增加高電平驅動能力。P0口輸出七段碼，P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口輸出位選碼。圖2 單片機及外部電路2.2 D/A轉換模塊 本次設計的D/A轉換電路倒T電阻網絡，當數字量從單片機輸出到轉換器后，經過基準電壓VREF激勵內部的倒T形電阻網絡，其輸出是模擬電流，為了將電流轉換成電壓信號，外接運算放大器，反饋電阻為片內電阻 。 圖3 功能框圖一級運放得到單極性輸出電壓，二級運放構成反相比例加法運算電路。 圖

5、4 T形電阻網絡D/A轉換器 由上式可見，輸出的模擬量 與輸入的數字量（ ） 成正比，這就實現了從數字量到模擬量的轉換。 3.軟件設計開始系統(tǒng)軟件流程圖如下圖，其中主要包含這三部分，即鍵盤輸入、數碼管顯示、DA轉換、。系統(tǒng)初始化鍵盤輸入單片機數碼管顯示D/A轉換輸出 圖5 流程圖 鍵盤輸入：通過行、列確定一個數。 數碼管顯示：通過P0和P2端口分別進行位選和段選。4.仿真驗證及調試4.1調試方法步驟：1）鍵盤鍵入數字量；2） 鍵入不同值，按12鍵轉換以后讀出電壓表表上的數值。圖6 初始值圖7 中間顯示值4.2性能測試儀器直流電源 數字萬用表4.3實驗數據 表1 數據表12345678910數碼

6、管顯示0.000.501.001.552.003.003.504.004.505.00 實測0.000.490.991.541.983.023.524.024.510.00電壓表顯示0.000.491.001.541.992.983.493.984.430.004.4誤差分析在實際測量測量時有誤差存在，誤差允許的范圍是-0.02V+0.02V。造成誤差的原因有以下幾點：1）D/A轉換器中元器件參數誤差；2）基準電壓不穩(wěn)定；3）運算放大器的零點漂移。 5.設計總結及體會 在收到任務時，根據要求從總體到部分來分析，最后到具體的器材使用，而且對每個組員合理分配任務。在設計時，對每個模塊設計多方案，從

7、中擇優(yōu)選用。硬件部分要注意所加電壓不能過大，否則會燒毀集成塊。實際電路焊接時，線路要盡量短、直，便于以后檢查。對于每一點要焊實，不能出現虛焊、短路。軟件設計要模塊化，語言要盡量簡潔程序應采用模塊化結構，程序代碼簡潔，編寫程序需要不斷的修改、整理、優(yōu)化，以使程序具有較少的代碼量，較高工作效率。這設計讓我們學到了很多知識，了解和掌握許多芯片的作用和功能。通過小組成員的共同努力實驗終于出來了，非常有成就感。也要感謝老師的悉心指導。附錄（一）：實物圖圖1圖2附錄（二）軟件程序#include <reg51.h> #include <intrins.h> #define uint

8、 unsigned int #define uchar unsigned charsbit w_select1=P20;sbit w_select2=P21;sbit w_select3=P22;sbit w_select4=P23;sbit cs_1=P27;/unsigned long int a=0; uchar code table10 = 0xC0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90; /uchar code table10 = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,

9、0x07, 0x7f, 0x6f; /* * 名稱 : Delay_1ms() * 功能 : 延時子程序，延時時間為 1ms * x * 輸入 : x (延時一毫秒的個數) * 輸出 : 無 */ void Delay_1ms(uint x) uint i; uchar j; for(i = 0; i < x; i+) for(j = 0; j <= 148; j+); /* * 名稱： Keyscan() * 功能： P1外接4×4按鍵, 按照掃描法讀出鍵值* 輸出： 按鍵值015/如無鍵按下, 返回16*/ uchar Keyscan(void) uchar i, j

10、, temp, Buffer4 = 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f; for(j = 0; j < 4; j+) /循環(huán)四次P1 = Bufferj; /在P1高四位分別輸出一個低電平temp = 0x01; /計劃先判斷P1.0位for(i = 0; i < 4; i+) /循環(huán)四次if(!(P1 & temp) /從P1低四位，截取1位return (i + j * 4); /返回取得的按鍵值 temp <<= 1; /判斷的位，左移一位 return 16; /呵呵，實質性的語句不過8行，就是這么簡練！ void Display1(long

11、a)/顯示輸入鍵值對應的十進制數 w_select1=0; w_select2=0; w_select3=0; w_select4=0;cs_1=1;P0 = tablea/1000&0x7f; w_select4=1;Delay_1ms(10);w_select4=0;P0 = table(a/100)%10; w_select3=1;Delay_1ms(10);w_select3=0;P0 = table(a/10)%10; w_select2=1;Delay_1ms(10);w_select2=0;P0 = tablea%10;w_select1=1;Delay_1ms(10);

12、/* * 名稱： Display(uchar k) * 功能： 將參數分成十位、個位分別顯示* 輸入： k (鍵盤數值) * 輸出： P0口輸出七段碼，P2口輸出位選碼*/ void Display2(uchar h)P2 = 0; /?P0 = tableh / 10; P2 = 0x02; Delay_1ms(5); /?5ms?P2 = 0; /?P0 = tableh % 10; P2 = 0x01; Delay_1ms(5); /?5ms? /* * 名稱 : Main() * 功能 : 主函數 */ void Main(void) uchar Key_Value = 16, Key

13、_Temp1, Key_Temp2; /兩次讀出的鍵值 long Temp6,Temp7,Temp8,Temp9,Temp4=0,Temp5;int k,j=0, i=0,count;uchar A4;cs_1=1;P3=0x00;Temp4=P3;P0=0xff;while(1) /-以下讀入按鍵、消抖、等待按鍵釋放 P1 = 0xff; Key_Temp1 = Keyscan(); /先讀入按鍵if(Key_Temp1 != 16) /如果有鍵按下 Delay_1ms(5); /延時一下/Display(Key_Value); /可用顯示代替延時Key_Temp2 = Keyscan();

14、 /再讀一次按鍵if (Key_Temp1 = Key_Temp2) /必須是兩次相等Key_Value = Key_Temp1; /才保存下來，這就是消除抖動while(Keyscan()<16)Display2(Key_Value);if(Key_Value<10)&&(i<5)/對按鍵次數進行計數Ai=Key_Value;i+;11count=i;if(i=4)i=0;switch(count) /把連續(xù)按鍵值轉換成對應的十進制數case 1:Temp5=A0;Display1(Temp5); Delay_1ms(5); break; case 2:Te

15、mp5=A0*10+A1;Display1(Temp5);Delay_1ms(5); break; case 3 :Temp5=A0*100+A1*10+A2;Display1(Temp5);Delay_1ms(5); break; case 4:Temp5=A0*1000+A1*100+A2*10+A3; Display1(Temp5);Delay_1ms(5);if(Temp5>=5001) Temp5=0;break; if(Key_Value=13)/鍵值步進加20 if(j=1)Temp6=Temp7;elseTemp6=Temp5;Temp6=Temp6+20; Temp7=Temp6;Display1(Temp7);Delay_1ms(5); k=j=1;if(Key_Value=14)/鍵值步進減20 switch(j) case 0:Temp8=Temp5;break; case 1:Temp8=Temp7;break; case 2:Temp8=Temp9;break;Temp8=Temp8-20; Temp9=Temp8;Display1(Temp9);Delay_1ms(5);k=j=2;if(Key_Value=12) /DA轉換控制鍵 s