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1、数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出9.3 A/D转换器转换器 第九章数模与模数转换器第九章数模与模数转换器9.1 概述概述9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出举例：用计算机来监视或控制一个大容器中水的温度。举例：用计算机来监视或控制一个大容器中水的温度。步骤步骤:1.温度传感器。将水温转变成与水温成线性比例的电量。温度传感器。将水温转变成与水温成线性比例的电量。2.模模/数转换器（数转换器（ADC）。将温度传感器输出的模拟电压信号转换为与模拟）。将温度传感器输出的模拟电压信号转换为与模
2、拟电压量成正比的数字信号。电压量成正比的数字信号。3.计算机。对数字量进行处理，得到用于控制温度的输出数据。计算机。对数字量进行处理，得到用于控制温度的输出数据。4.数数/模转换器（模转换器（DAC）。将计算机输出的数字量转换为与其成正比的模拟）。将计算机输出的数字量转换为与其成正比的模拟量。量。5、电控阀门（调节器）。用来调节水温。、电控阀门（调节器）。用来调节水温。9.1 概述概述温度传感器温度传感器ADC计算机计算机DAC电控阀门电控阀门控制水温控制水温水温水温模拟模拟电压量电压量数字量数字量数字量数字量模拟模拟电压量电压量数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回
3、目录退出退出9.2 D/A转换器转换器一、一、D/A转换器的基本原理转换器的基本原理 D/A转换器的功能：将数字量转换成与之成正比的输出转换器的功能：将数字量转换成与之成正比的输出电压或输出电流。电压或输出电流。D/AD/A转换器转换器0D1D2输入输入Do输出输出UUREF3位二进制数位二进制数D/A转换器转换器01234567001010011100101110111o/V000000满度值满度值输入输入（数字量）（数字量）输出输出（模拟电压量）（模拟电压量）U数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出 转换原理：转换原理：对于有权码，先将每位代码按其权的
4、大小转换成相应的模拟对于有权码，先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量。量，然后相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量。23 22 21 20模拟量：模拟量：8v 4v 2v 1v数字量：数字量：1 1 1 13位位D/A转换器的真值表转换器的真值表输入（数字量）输入（数字量）输出（电压量）输出（电压量）D3 D2 D1UO0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10V1V2V3V4V5V6V7VD/AD/A转换器转换器0D1D2输入输入Do输出输出UUREF3位二进制数位二进制数D/A转换器转换器 9.2
5、D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出所以，无论所以，无论Si处于何种位置，与处于何种位置，与Si相连的相连的2R电阻均接电阻均接“地地”（地或虚地）。（地或虚地）。图中图中S0S3为模拟开关，由输入数码为模拟开关，由输入数码Di控制，控制，当当Di=1时，时，Si接运算放大器反相输入端（虚地），电流接运算放大器反相输入端（虚地），电流Ii流入求和电路；流入求和电路；当当Di=0时，时，Si将电阻将电阻2R接地。接地。二、二、R/2R倒倒T形电阻网络形电阻网络D/A转换器转换器DDDD(LSB)(MSB)SSSS00112
6、233i2R2R+U2RRRREF2R2RRofU+RA 9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出等效电路：等效电路：R2R2RRR2R2R2RREF+UR等效等效总等效电阻：总等效电阻：R等效等效=R I基准电流：基准电流：I=UREF/R 2II2I4I4I8I816I16I 9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出 I=UREF/R流入运放的总电流：流入运放的总电流：DDDD(LSB)(MSB)SSSS00112233i1682R2R
7、+U2RRI4R4IREFI8II2R2RIRIII1622ofU+RA 9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出将输入数字量扩展到将输入数字量扩展到n位，则有：位，则有：可简写为：可简写为：uO=KNB 输出电压：输出电压：其中：其中：总电流：总电流：DDDD(LSB)(MSB)SSSS00112233i1682R2R+U2RRI4R4IREFI8II2R2RIRIII1622ofU+RA 9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出为进一步
8、提高为进一步提高D/A转换器的转换精度，可采用权电流型转换器的转换精度，可采用权电流型D/A转换器。转换器。三、三、权电流型权电流型D/A转换器转换器DDD(LSB)(MSB)SSSS00112233RuoiI24I8I16IUREFD-A+f 9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出四、四、D/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标 D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。1.分辨率分辨率可用能分辨的最小输出电压与最大输出电压之比来定义分辨率可用能分辨的最小输出电压与最
9、大输出电压之比来定义分辨率分辨率分辨率=8位位DAC的分辨率是的分辨率是1/（28-1）=1/255=0.0392，若基准电压是，若基准电压是10V，则，则分辨率电压为分辨率电压为0.392V；10位位DAC的分辨率是的分辨率是1/（210-1）=1/1023=0.0009775，若基准电压也是，若基准电压也是10V，则分辨率电压为，则分辨率电压为0.009775V。可见，输入数字量的位数越多，分辨率就越高。所以，大多数可见，输入数字量的位数越多，分辨率就越高。所以，大多数DAC生生产厂家直接用位数表示分辨率。产厂家直接用位数表示分辨率。9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基
10、础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出3.建立时间与转换速率建立时间与转换速率4.温温度度系系数数在在输输入入不不变变的的情情况况下下，输输出出模模拟拟电电压压随随温温度度变变化化产产生生的的变变化化量量。一一般般用满刻度输出条件下温度每升高用满刻度输出条件下温度每升高1，输出电压变化的百分数作为温度系数。，输出电压变化的百分数作为温度系数。（2）转换速率（转换速率（SR）在大信号工作状态下模拟电压的变化率。在大信号工作状态下模拟电压的变化率。（1）建建立立时时间间（tset）当当输输入入的的数数字字量量发发生生变变化化时时，输输出出电电压压变变化化到到相相应应稳稳定定
11、电压值所需时间。最短可达电压值所需时间。最短可达0.1S。2.2.转换精度与误差转换精度与误差（1）绝对精度。对于给定的满度数字量（输入数字量全为）绝对精度。对于给定的满度数字量（输入数字量全为1时），时），DAC实际输出与实际输出与理论值之间的误差。通常这种误差应低于理论值之间的误差。通常这种误差应低于LSB/2。（2）相对精度。任意数字量的模拟输出量与它的理论值之差同满度值之比。）相对精度。任意数字量的模拟输出量与它的理论值之差同满度值之比。（3）误差。）误差。DAC的误差分为失调误差、增益误差、非线性误差等。产生误差的主要的误差分为失调误差、增益误差、非线性误差等。产生误差的主要原因有：
12、电阻网络中电阻参数值的偏差，基准电压原因有：电阻网络中电阻参数值的偏差，基准电压UREF不够稳定及运算放大器的零漂不够稳定及运算放大器的零漂等。等。9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出五、五、集成集成D/A转换器及其应用转换器及其应用1.具有锁存输入端的具有锁存输入端的8位位D/A转换器转换器AD7524CSWRAD7524（MSB）（LSB）数字量输入数字量输入.D17.0DDIOUT1+VDDREFURFOUT2I AD7524是采用是采用R/2R倒倒T形电阻网形电阻网络的络的CMOSD/A转转换器。换器。为
13、片选，为片选，为写信号控制端，当这两个端都为低电平时，数字输入为写信号控制端，当这两个端都为低电平时，数字输入D7D0在输出端在输出端IOUT1产生电流输出；当这两个端都为高电平时，数字输入数产生电流输出；当这两个端都为高电平时，数字输入数据被锁存。在锁存状态下输入数据的变化不影响输出值。据被锁存。在锁存状态下输入数据的变化不影响输出值。9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出若取基准电压若取基准电压UREF=10V，Rf=R，则输出电压为：则输出电压为：（1）单极性输出）单极性输出f7DD（MSB）WR.1FIRD
14、+VAD75240数字量输入数字量输入O.ROUT2U+.（LSB）REFUCS+IADDI模拟量输出模拟量输出OUT1模拟量模拟量000000000000000101111111100000001000000111111111数字量数字量AD7524单极性输出与输入关系单极性输出与输入关系 9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出（2）双极性输出）双极性输出运放运放A2组成反相加法器，可求得输出电压为组成反相加法器，可求得输出电压为（MSB）O1R1数字量输入数字量输入UF7fRA.IOUT2+IIUDOUT1+0
15、D（LSB）+VWRREF.DCSDD.AD7524A+UORR3R4R521I2I20k20k10k5k12模拟量模拟量000000000000000101111111100000001000000111111111数字量数字量AD7524双极性输出与输入关系双极性输出与输入关系 9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 2.电压输出的电压输出的4路路8位位D/A转换器转换器TLC7226锁存器锁存器AADAC+A+882锁存器锁存器BBDAC+A+881锁存器锁存器CCDAC+A+88208锁存器锁存器+DAC+D19DA87144控制控制逻辑逻辑151617UOAUOBUOCUODWR0
16、A1A0DD7UREF17DD016148421363DTLC722612220111153191018D1795OBUOAUVSSUREFAGNDDGND7D6DD5D4WRA0A1DDVOCUODU片内集成了片内集成了4 4个带运放的个带运放的D/AD/A转换器，均以电压输出，每路输出能提供转换器，均以电压输出，每路输出能提供5mA5mA的的输出电流。输出电流。D D7 7D D0 0是芯片的是芯片的8 8位数字量输入端，供四路位数字量输入端，供四路D/AD/A转换器共用，由控转换器共用，由控制信号制信号A A1 1A A0 0选择；选择；U UOAOAU UODOD是四路模拟电压输出端。
17、是四路模拟电压输出端。9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出（1 1）波形发生器波形发生器3.D/A转换器的其它应用转换器的其它应用o输出输出U0DD1D23D0QQ1QQ32二进制二进制四位四位计数器计数器转换器转换器D/A四位四位CPUREF 如果在输出端加一个低通滤波器，即可得到锯齿波，位数越多，锯齿如果在输出端加一个低通滤波器，即可得到锯齿波，位数越多，锯齿波的线性度越好。波的线性度越好。如果把计数器的计数值作为地址码送到只读存储器的地址输入端，再如果把计数器的计数值作为地址码送到只读存储器的地址输入端，再
18、把只读存储器的输出数据送给把只读存储器的输出数据送给D/A转换器，并在输出端加低通滤波器，便转换器，并在输出端加低通滤波器，便可组成一个任意波形发生器。可组成一个任意波形发生器。9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 （2）程控增益放大器程控增益放大器（MSB）CSAD7524（LSB）WRDDD.0.17.DD+V+AouOUT2IIOUT1IREFUIfRFRuiiI 开开环环2562放大倍数放大倍数（Au）0000000000000001011111111100000001000000111111111输输入数字量入数字量 输入数字量与放大器增益的关系输入数字量与放大器增益的关系由于由
19、于 所以有：所以有：若取若取 Rf=R，则电压放大倍数为：，则电压放大倍数为：9.2 D/A9.2 D/A转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出9.3 A/D转换器转换器一、一、A/D转换的一般步骤转换的一般步骤 A/D转换一般要经过转换一般要经过取样、保持、量化和编码取样、保持、量化和编码四个步骤。四个步骤。CPSS采样保持电路采样保持电路量化编码电路量化编码电路.DDDn-110ui（t）ui（t t）输入模拟电压输入模拟电压采样保持后的信号采样保持后的信号数字量输出（数字量输出（n n位）位）采样采样保持保持数字电子技术基础数字电子技术
20、基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出（1）采样定理）采样定理:合理的采样频率必须满足：合理的采样频率必须满足：采样采样按一定的时间间隔和顺序采集模拟信号，从而把一个时间上和按一定的时间间隔和顺序采集模拟信号，从而把一个时间上和幅值上都连续变化的模拟信号变换成时间和幅值上都离散的信号。幅值上都连续变化的模拟信号变换成时间和幅值上都离散的信号。保持保持把采样的把采样的“样值样值”保持一段时间，给后边的量化和编码电路提保持一段时间，给后边的量化和编码电路提供一个稳定值。供一个稳定值。1、采样与保持采样与保持CPSS采样保持电路采样保持电路量化编码电路量化编码电路.DDDn-110ui（t
21、）ui（t t）输入模拟电压输入模拟电压采样保持后的信号采样保持后的信号数字量输出（数字量输出（n n位）位）采样采样保持保持 9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出oLuttuoo电路组成及工作原理（取电路组成及工作原理（取Ri=Rf）:当当uL为高电平时，为高电平时，T导通，导通，uI经经Ri和和T向电容向电容C充电。充电。uO=uC=ui。当当uL返回低电平后，返回低电平后，T截止。截止。C无放电回路，所以无放电回路，所以uO的数值被保存下来。的数值被保存下来。（2）采样）采样保持电路保持电路C+AuouLR
22、TuiuCtuio 9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出2、量化与编码量化与编码量化量化把在保持阶段输出的离散模拟量化成一个最小数量单位的整倍数。把在保持阶段输出的离散模拟量化成一个最小数量单位的整倍数。所规定的最小数量单位叫做量化单位，用所规定的最小数量单位叫做量化单位，用表示。表示。编码编码把量化的数值用二进制代码表示。把量化的数值用二进制代码表示。量化误差量化误差模拟电压是连续的，不一定能被模拟电压是连续的，不一定能被整除，因而会引入误差，这整除，因而会引入误差，这种误差称为量化误差。种误差称为量化误差。通
23、常有两种量化方法：通常有两种量化方法：0000010100111001011101110V1/8V2/8V3/8V4/8V5/8V6/8V7/8V1V01234567=7/8V6/8V5/8V4/8V3/8V2/8V1/8V0V模拟电平模拟电平二进制代码二进制代码代表的模拟电平代表的模拟电平只舍不入法只舍不入法0000010100111001011101111V13/15V11/15V9/15V7/15V5/15V3/15V1/15V0V=14/15V12/15V10/15V8/15V6/15V4/15V2/15V0V模拟电平模拟电平二进制代码二进制代码代表的模拟电平代表的模拟电平012345
24、67四舍五入法四舍五入法 9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出1.1位的比较型位的比较型A/D转换器转换器二、二、并行比较型并行比较型A/D转换器转换器+uiREFU输入模拟电压输入模拟电压基准电压基准电压D输出数字量输出数字量基本原理：基本原理：输入的模拟电压输入的模拟电压ui与基准电压与基准电压UREF比较，比较，如果如果uiUREF，输出，输出D=1；如果如果uiUREF，则输出，则输出D=0。01tuiUREF 9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 2.3位并行比较型位并行比较型A/D转换器转换器CC
25、CCCCC4CCCCO4CCCRRRRRRRR/2UREFUREFREFUUREFUREF15151515131131DQQC11D1D码码QD(MSB)编编1DQ先先2QQQ1D1D优优C1器器C11D01D(LSB)C11C1C1C1DiCPu电压比较器电压比较器寄存器寄存器代码转换器代码转换器O7O1O2O6O5O31762531234567IIIIIII7654321 9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出输入模拟电压输入模拟电压寄存器状态寄存器状态数字量输出数字量输出D2 D1 D0Q7 Q6 Q5 Q4
26、 Q3 Q2 Q1（01/15）UREF（1/15 3/15）UREF（3/15 5/15）UREF（5/15 7/15）UREF（7/15 9/15）UREF（9/15 11/15）UREF（11/15 13/15）UREF（13/15 1）UREF0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 1 10 0 0 1 1 1 10 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1并行比较型并行比较型A/D转换器真值表转换器真值表 9.3
27、A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出输输 入入输输 出出 EI I0 I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GS EO11111101111111111110000000100100101001101001001110110100111110001001111110101001111111100100111111111101集成优先编码器集成优先编码器74148（8线线-3线）线）9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出三、三、逐次逼近型逐次
28、逼近型A/D转换器转换器1 转换原理：转换原理：Gd3g3+d2g2+d1g1+d0g0di1 有效有效0 无效无效有效砝码的总重量逐次逼近重物的重量：有效砝码的总重量逐次逼近重物的重量：9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出2 转换框图：转换框图：UREFD/A转换器转换器CP数据寄存器数据寄存器Q01Q2QQ3Q移位寄存器移位寄存器CQABQQDD1数字量数字量3D0DD2输出输出ui模拟量模拟量输入输入cuuO3D2D1D0D控制逻辑控制逻辑电路电路假设：假设：D/A转换器的基准电转换器的基准电压压UREF=
29、16V模拟输入量模拟输入量ui=9.3V，9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 RSQC1RSQC11DS1RCQ1DS1RCQ1DS1RCQ1D123401DRQQQQQABCDESCPABCDEF移位寄存器移位寄存器DDDD123转换器转换器D/AUFFFFFFFFFF01234数据数据寄存器寄存器DDDD32100&CPQ5启动脉冲启动脉冲+5V+5V+5VC1REF（MSB）（LSB）uiuOuC1GG12FF5模拟量模拟量输入输入数字量数字量输出输出1011111101000011110010100111111011010101003 逻
30、辑电路逻辑电路uIREFU16169 9UREF101016设：设：数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出四、四、双积分型双积分型A/D转换器转换器 它它由由积积分分器器、过过零零比比较较器器（C）、时时钟钟脉脉冲冲控控制制门门（G）和和定定时时器、计数器（器、计数器（FF0FFn）等几部分组成。等几部分组成。SC1nFFR1J1KC1n-1FFR1J1KC11FFR1J1KC10FFR1J1K1111CRCuouc2n级计数器级计数器DDDn-110.（MSB）（LSB）数字量输出数字量输出Qn-1Q1Q0QnCR+A1ISuREFSUB1CP&uG+A
31、uCT 9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出工作原理：工作原理：（1 1）准备阶段）准备阶段计数器清零，计数器清零，积分电容放电，积分电容放电，uO=0V。t=0时，开关时，开关S1与与A端端接通，输入电压接通，输入电压uI加到加到积分器的输入端。积分积分器的输入端。积分器从器从0开始积分：开始积分：（2 2）第一次积分阶段）第一次积分阶段G(b)(e)ttu(d)(a)tont(c)s1Q0tc0000uuuuI+9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页
32、回目录回目录退出退出G(b)(e)ttu(d)(a)tont(c)s1Q0tc0000uuuuI+经经过过2n个个时时钟钟脉脉冲冲后后，触触发发器器FF0FFn1都都翻翻转转到到0态态，而而Qn=1，开开关关S1由由A点点转转到到B点点，第第一一次次积积分分结结束束。第第一次积分时间为：一次积分时间为：由于由于uO0V，比较器输出比较器输出uC=0，控控制门制门G被关闭，计数停止。被关闭，计数停止。同时，同时，N级计数器又从级计数器又从0开始计数开始计数REFU 此阶段结束时此阶段结束时uO的表达式为：的表达式为：9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页
33、上一页下一页下一页回目录回目录退出退出G(b)(e)ttu(d)(a)tont(c)s1Q0tc0000uuuuI+ptu11TREFU设设T2=t2t1，于是有：于是有：设在此期间计数器所累计的设在此期间计数器所累计的时钟脉冲个数为时钟脉冲个数为，则：，则：可见，可见，（=Qn-1Q1Q0）与与uI成正比。成正比。T2=TC 9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 一一般般以以输输出出二二进进制制（或或十十进进制制）数数的的位位数数表表示示。因因为为，在在最最大大输输入入电电压一定时，输出位数愈多，量化单位愈小，分辨率愈高。压一定时，输出位数愈多，量化单位愈小，分辨率愈高。1.1.分辨率分
34、辨率说明说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。转换器对输入信号的分辨能力。例例如如，相相对对误误差差LSB/2，就就表表明明实实际际输输出出的的数数字字量量和和理理论论上上应应得得到到的输出数字量之间的误差小于最低位的半个字。的输出数字量之间的误差小于最低位的半个字。它它表表示示A/DA/D转转换换器器实实际际输输出出的的数数字字量量和和理理论论上上的的输输出出数数字字量量之之间间的差别。常用最低有效位的倍数表示。的差别。常用最低有效位的倍数表示。3.3.转转换换时时间间指指从从转转换换控控制制信信号号到到来来开开始始，到到输输出出端端得得到到稳稳定定的的数数字字信号所经过的时间。信号所经过的
35、时间。并并行行比比较较A/D转转换换器器转转换换速速度度最最高高；逐逐次次比比较较型型A/D转转换换器器次次之之；间间接接A/D转换器的速度最慢。转换器的速度最慢。五、五、A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标2.2.转换误差转换误差 9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 数字电子技术基础数字电子技术基础上一页上一页下一页下一页回目录回目录退出退出六、六、集成集成A/D转换器及其应用转换器及其应用逐次逼近型集成逐次逼近型集成A/D转换器转换器ADC0804（分辨率为（分辨率为8位位）1ADC0804引脚及使用说明引脚及使用说明1234567891011121314151617181
36、920CSRDWRCLKININTRAGNDDGNDVCLKOUTDDDDDDDDIN+IN-REFUUUCC76543210ADC0804/2/2UIN+、UIN两模拟信号输入端。两模拟信号输入端。AGND：模拟信号地。：模拟信号地。DGND：数字信号地。：数字信号地。CLKIN：外电路提供时钟脉冲输入端。：外电路提供时钟脉冲输入端。CLKOUT：内部时钟发生器外接电阻端。：内部时钟发生器外接电阻端。：片选信号输入端，低电平有效。：片选信号输入端，低电平有效。：写信号输入，低电平有效，：写信号输入，低电平有效，：读信号输入，低电平有效，：读信号输入，低电平有效，：转换结束输出信号，低电平有效
37、。：转换结束输出信号，低电平有效。UREF/2：这是一个可选输入端，用以：这是一个可选输入端，用以降低内部参考电压从而改变转换器所能降低内部参考电压从而改变转换器所能处理的模拟输入电压的范围。处理的模拟输入电压的范围。9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 2ADC0804的典型应用的典型应用数字地数字地IN+UUIN-/2/2UREFCLKOUTCLKINCSWRRDCCV52DDD4637DD0DDD1INTRAGND DGNDADC0804微处理器微处理器DD7D451DDD023DD6数据总线数据总线INT0RDWRGND地址译码逻辑地址译码逻辑CCV+5V地址总线地址总线1616u
38、模拟信号模拟信号i输入输入R10k10k模拟地模拟地C150pU参考电压参考电压REF0.5V1.5V(0.5V3.5V)采集数据时，微处理器产生采集数据时，微处理器产生 、低电平信号，启动低电平信号，启动A/D转换器工作。转换器工作。ADC0804经经100s后将输入模拟信号转换为数字信号存于输出锁存器，并后将输入模拟信号转换为数字信号存于输出锁存器，并在在 端产生低电平表示转换结束。微处理器利用端产生低电平表示转换结束。微处理器利用 、信号读取信号读取ADC的输出数据。的输出数据。9.3 A/D9.3 A/D转换器转换器 本章小结本章小结1 1A/DA/D转换器的功能是将模拟量转换为与之成
39、正比的数字量；转换器的功能是将模拟量转换为与之成正比的数字量；D/AD/A转换器的功转换器的功能是将数字量转换为与之成正比的模拟量。两者是数字电路与模拟电路的能是将数字量转换为与之成正比的模拟量。两者是数字电路与模拟电路的接口电路，是现代数字系统的重要部件，应用日益广泛。接口电路，是现代数字系统的重要部件，应用日益广泛。2 2最最常常用用的的D/A转转换换器器有有电电阻阻网网络络型型和和权权电电流流型型等等。两两者者工工作作原原理理相相似似，即即当当其其任任何何一一个个输输入入二二进进制制位位有有效效时时，会会产产生生与与每每个个输输入入位位的的二二进进制制权权值值成成比例的权电流，这些权值相
40、加形成模拟输出。比例的权电流，这些权值相加形成模拟输出。3常常用用的的A/D转转换换有有并并行行式式、逐逐次次逼逼近近式式、双双积积分分等等，它它们们各各具具特特点点。并并行行A/D转转换换器器的的速速度度最最快快，但但结结构构复复杂杂而而造造价价较较高高；双双积积分分式式A/D转转换换器器抗抗干干扰扰能能力力强强，转转换换精精度度高高，但但速速度度不不够够理理想想；逐逐次次逼逼近近式式A/D转转换换器器在在一定程度上兼有以上两种转换器的优点，因此得到普遍应用。一定程度上兼有以上两种转换器的优点，因此得到普遍应用。4 4A/DA/D转换器和转换器和D/AD/A转换器的主要技术参数是分辨率和转换速度，在与系统连转换器的主要技术参数是分辨率和转换速度，在与系统连接后，转换器的这两项指标决定了系统的精度与速度。目前，接后，转换器的这两项指标决定了系统的精度与速度。目前，A/DA/D与与D/AD/A转转换器的发展趋势是高速度、高分辨率及易于与微型计算机接口，用以满足换器的发展趋势是高速度、高分辨率及易于与微型计算机接口，用以满足各个应用领域对信号处理的要求。各个应用领域对信号处理的要求。