數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設計與實現(xiàn)

數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設計與實現(xiàn)第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日一.基本要求輸入范圍：00H~0FFH安裝：

獨立電路板結(jié)構對應輸出：

-10V~+10V響應時間：

<1ms誤差：

1%FSR電源供電：

+5V，±12V第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日二.數(shù)/模D/A電路選擇1.D/A---數(shù)字量→模擬量轉(zhuǎn)換電路數(shù)字量DATA模擬量VD/A轉(zhuǎn)換器01101100，10110001，…1.12V，2.68V，…轉(zhuǎn)換控制模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換控制第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日2.常用D/A電路的特點⑴基本原理電流開關型：用數(shù)字切換電流開關，產(chǎn)生與電阻網(wǎng)絡權電流對應的電流“和”；⑵輸出方式與數(shù)字量成比例的電流輸出/與數(shù)字量成比例的電壓輸出/數(shù)字量和參考電壓的相乘輸出；脈寬調(diào)制型：將數(shù)字轉(zhuǎn)換為輸出脈沖寬度，用積分器將脈沖寬度轉(zhuǎn)換為與之對應的電壓輸出；⑶DAC0832

8位乘算型電流輸出的典型產(chǎn)品，具有MCU兼容接口，使用方便，價格低，能滿足設計要求。第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日三.8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的接口設計1.DAC0832工作原理及特性·工作原理恒流源VrefD1D2D5D6D7Iout1vIout2RfbRfb=RD4D5第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日輸出為電流，量值正比于DATA。最大電流輸出最小電流變化（1個最低有效位LSB的變化）第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日·電流→電壓轉(zhuǎn)換電路單極輸出轉(zhuǎn)換電路（輸出電壓為單一極性）Rfb=RIout1Iout2例如：第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日雙極輸出轉(zhuǎn)換電路（輸出電壓可以為正或負極性）第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日完整雙極輸出電流→電壓轉(zhuǎn)換電路Rfb=RIout1Iout2第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日2.DAC0832引腳功能及與8051單片機接口設計D0D1D2D3D4D5D6D7ILEVrefIout1Iout2RfbAGNDDGNDVCC·引腳功能第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日·單緩沖接口設計D1D2D3D4D5D6DAC0832采樣鎖存D1D7D0第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日3.DAC0832的主要技術指標·分辨率---8位·誤差---0.2%FSR·電流穩(wěn)定時間---1微秒表示單位數(shù)字量（1LSB）引起的輸出模擬量變化的細微程度（或最小變化值），二進制數(shù)字量位數(shù)越多分辨率越高。從數(shù)據(jù)寫入D/A到輸出電流達到相應數(shù)值的時間實測輸出電流值與理論計算電流值之間的差值用滿量程（FSR）值的百分數(shù)表示第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日4.芯片參數(shù)?電源電壓（最大）：+17V推薦用+5V?參考電壓范圍：±25V按要求使用第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日+5V+5VP3.2ALERSTWRD0RDD1A4D2A3D3A2D4A1D5C4D6C3D7C2P3.4C1GNDGND數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路四.安裝結(jié)構+5V+5V數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出-12V-12V+12V+12VGNDGND第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日五.使用集成調(diào)試環(huán)境調(diào)試D/A電路模塊1.調(diào)試系統(tǒng)組成單片機仿真器單片機板單片機仿真頭電源板數(shù)/模轉(zhuǎn)換板仿真器電源插頭PC機通信電纜插頭數(shù)\模數(shù)據(jù)顯示窗口第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日2.調(diào)試環(huán)境調(diào)試方法：斷開電路負載，運行測試程序，檢查各節(jié)點信號是否正確。如果有問 題，按照故障診斷預案進行診斷分析，并且排除故障。測試設備：單片機仿真器調(diào)試平臺：電子工程設計訓練調(diào)試臺單片機應用系統(tǒng)板40MHz雙蹤示波器數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路板第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日3.匯編語言調(diào)試程序MOVDPTR,#4000HABC:MOVX@DPTR,AINCACALLDELAYJMPABCDELAY:MOVR7,#01HJJJ:MOVR6,#20HDJNZR6,$DJNZR7,JJJRETEND第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日4.C語言調(diào)試程序#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineC3XBYTE[0x4000]#defineTIMER0x8000voiddelay(void);voidmain(void){unsignedcharx;while(1){++x;C3=x;delay();}}voiddelay(void){inti;for(i=0;i<TIMER;++i);}第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日5.D/A電路模塊調(diào)試方法·運行D/A測試程序數(shù)/模數(shù)據(jù)顯示窗口將有相應數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)為從00—FF順序遞增并不斷循環(huán)的數(shù)值第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日Rfb=RIout1Iout2·運行D/A測試程序第一級運放正常輸出信號波形第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日Rfb=RIout1Iout2·D/A電路各主要節(jié)點正常輸出信號波形第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日·根據(jù)第二級運放輸出信號波形判斷故障原因第二級運放增益低平移電路未工作運放漏接一組電源D/A數(shù)據(jù)線連接有誤平移電路參數(shù)有誤第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日·部分節(jié)點無信號或全部節(jié)點無信號的故障原因第二級運放無信號輸出：連線有誤或運放損壞二級運放皆無信號輸出：連線有誤或未接電源或運放損壞或D/A電路故障·D/A電路故障辨別Rfb=RIout1Iout2斷開第一級運放輸出與Rfb的連線，測量Iout1引腳有鋸齒波輸出為運放損壞，否則為D/A電路故障。第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日6.D/A電路故障檢測方法MOVDPTR,#4000HABC:MOVX@DPTR,AINCA

；CALLDELAYJMPABCDELAY:MOVR7,#01HJJJ:MOVR6,#20HDJNZR6,$DJNZR7,JJJRETEND·修改D/A測試程序，縮短循環(huán)時間（匯編程序）第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineC3XBYTE[0x4000]#defineTIMER0x8000voiddelay(void);voidmain(void){unsignedcharx;while(1){++x;C3=x;/*delay();*/}}voiddelay(void){inti;for(i=0;i<TIMER;++i);}（C程序）第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日D0D1D2D4D5D6D789C51·指令“MOVX@DPTR,A”產(chǎn)生控制信號運行修改后的測試程序，有信號，D/A芯片其他引腳連接有誤；否則檢查信號產(chǎn)生電路。D3第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日·正常的D/A故障檢測D0D1D2D3D4D5D6D7ILEVrefIout1Iout2RfbAGNDDGNDVCC第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日---數(shù)據(jù)線（全部）漏接---參考源Vref漏接---電源Vcc或數(shù)字地GND或模擬地AGND漏接---鎖存器控制邏輯有誤使用第1級鎖存器ILE=1,,LE2=1,使用第2級鎖存器ILE=1,,LE1=1,---DAC0832損壞第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日·不正常的D/A故障檢測脈沖信號占空比不正常：接反沒有信號：檢查左插座相應引腳有信號---左插座到芯片引腳引線漏接或錯接為其它信號無信號---檢查單片機板相應電路第二十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日·單片機板電路檢測檢測單片機引腳有信號，左插座相應引腳無信號，連線漏接；否則，調(diào)試臺內(nèi)部斷路。單片機引腳無信號，程序未運行或仿真器模擬仿真或仿真器損壞。第三十頁，共三十二頁，2022年，8月28日檢測（譯碼電路檢測）74LS138引腳有信號，左插座相應引腳無信號，連線漏接；否則，調(diào)試臺內(nèi)部斷路。74LS138引腳無信號，查E1、E2、E3連接是否正確。E1=0，E2=0，E3=1譯碼電路輸出檢測第三十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日譯碼電路輸入檢測CBAC1C2C30000110000H……1FFFH00