数模和模数转换器心得

9 数模与模数转换器

9.1 D/A转换器

9.1.1 10位倒T形电阻网络D/A转换器如图题9.1.1所示。 （1）试求出输出电压的取值范围。

（2）若要求电路输入数字量为200H时输出电压vo=5V，试问VREF应取何值？

解：（1）由式（9.1.6）可知，10位D/A转换器输出电压vO为

RREFv???10 O2当D9D8…D0=00…0时 vO=0 V

RfR?Di?2i?09i

RREF当D9D8…D0=11…1时，vO??R vO??RREF

，已知Rf?R，所以

于是可得到输出电压的取值范围为：?VREF?0V。 （2）根据式（1） VREF210?R?vO???Rf1?2i?09

i?Di将D9D8…D0=1000000000代入上式，的VREF=﹣10V。

9.1.2 在图9.1.8所示的4位权电流D/A转换器中，已知VREF=6V，R1=48kΩ，当输入

1

D3D2D1D0=1100时，vO=1.5V，试确定Rf的值。

解：n位权电流D/A转换器的输出电压为

RREFRf?n

9 数模与模数转换器

9.1 D/A转换器

9.1.1 10位倒T形电阻网络D/A转换器如图题9.1.1所示。 （1）试求出输出电压的取值范围。

（2）若要求电路输入数字量为200H时输出电压vo=5V，试问VREF应取何值？

解：（1）由式（9.1.6）可知，10位D/A转换器输出电压vO为

RREFv???10 O2当D9D8…D0=00…0时 vO=0 V

RfR?Di?2i?09i

RREF当D9D8…D0=11…1时，vO??R vO??RREF

，已知Rf?R，所以

于是可得到输出电压的取值范围为：?VREF?0V。 （2）根据式（1） VREF210?R?vO???Rf1?2i?09

i?Di将D9D8…D0=1000000000代入上式，的VREF=﹣10V。

9.1.2 在图9.1.8所示的4位权电流D/A转换器中，已知VREF=6V，R1=48kΩ，当输入

1

D3D2D1D0=1100时，vO=1.5V，试确定Rf的值。

解：n位权电流D/A转换器的输出电压为

RREFRf?n

第7章 A/D与D/A转换器7—1 7—2 7—3 7—4 7—5 导论 DA转换器 DA转换器 AD转换器 AD转换器 多路模拟开关 数据采集系统简介

1-1导论 导论自然界中存在的物理量大都是模拟量， 自然界中存在的物理量大都是模拟量，如温 时间、角度、速度等。 度、时间、角度、速度等。随着数字技术的迅速 发展，尤其是计算机的广泛应用， 发展，尤其是计算机的广泛应用，用数字电路处 理模拟信号的情况非常普遍。 理模拟信号的情况非常普遍。 模拟量转换为数字量—A/D转换( Digital) 模拟量转换为数字量 A/D转换(Analog to Digital) A/D转换 数字量变换为模拟量—D/A转换( D/A转换 Analog) 数字量变换为模拟量 D/A转换(Digital to Analog) 衡量A/D D/A转换器性能的两个主要指标 A/D和 衡量A/D和D/A转换器性能的两个主要指标 转换精度 转换速度2

7-2 D/A转换器D/A转换器是利用电阻网络和模拟开关，将二进制数D 转换为与之成比例的模拟量，n位二进制数D可以写成 :

D = dn 1 × 2 + dn 2 × 2

n 1

n 2

+… + d1 ×

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第9章

模数转换器

9.1 模数转换器的结构及相关寄存器

9.2 模数转换器的应用

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STC12C5A60S2单片机集成有8路10 位高速模数转换器(ADC),速度可达到 250KHz(25万次/秒，可做温度检测、压 力检测、电池电压检测、按键扫描、频谱 检测等。

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9.1 模数转换器的结构及相关寄存器STC12C5A60S2单片机片内集成8通道 10位模数转换器(ADC)。ADC输入通道 与P1口复用，上电复位后P1口为弱上拉型 I/O口，用户可以通过软件设置将8路中的 任何一路设置为A/D转换，不需作为A/D 使用的口可继续作为I/O口使用。

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9.1.1 模数转换器的结构ADC控制寄存器ADC_CONTR ADC_P OWER SP EED1 SP EED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0

模拟输入信号 通道选择开关 CHS2/CHS1/CHS0 A/D转换结果寄存器ADC_RES和ADC_RESL ADC7/P 1.7 ADC6/P 1.6 ADC5/P 1.5 ADC4/P 1.4 ADC3/P 1.3 A

第9章 数模和模数转换学习要点： 掌握倒T形电阻网络D/A转换器(DAC)、集成D/A转换 器的工作原理及相关计算 掌握并行比较、逐次比较、双积分A/D转换器(ADC)

的工作原理及其特点 正确理解D/A、A/D转换器的主要参数

第9章 数模和模数转换9.1 D/A转换器 9.2 A/D转换器 退出

概述能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简 称A/D转换器或ADC;能将数字量转换为模拟量的电路称 为数模转换器，简称 D/A 转换器或 DAC 。 ADC 和 DAC 是 沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的 接口。多 路 开 关 多 路 开 关功率放大 执行机构 加热炉

数 字 控 制 计 算 机

DAC

…功率放大 信号放大

…执行机构 温度传感器

…加热炉

ADC

…信号放大

…温度传感器

9.1 D/A转换器9.1.1 D/A转换器的基本原理 9.1.2 倒T型电阻网络D/A转换器 9.1.3 权电流型D/A转换器 9.1.4 D/A转换器的输出方式 9.1.5 D/A转换器的主要技术指标 9.1.6 D/A转换器的应用

概述将数字量转换为与之成正比模拟量。A= K D

O = – K NB

数字量 n位 DAC

模拟量

9.1.1 D/A转换

课程： 教材： 内容： 课程：单片机技术 教材：单片机基础 内容：9

单片机与数/模及模/ 单片机与数/模及模/数转换器接口

9

单片机与数模及模数转换器接口

教学基本要求： 教学基本要求： 熟悉DAC0832的内部结构及工作方式 DAC0832的内部结构及工作方式； (1)、熟悉DAC0832的内部结构及工作方式； 掌握单片机与DAC0832的接口原理 DAC0832的接口原理； (2)、掌握单片机与DAC0832的接口原理； 熟悉ADC0809的内部结构及功能 ADC0809的内部结构及功能； (3)、熟悉ADC0809的内部结构及功能； 掌握单片机与ADC0809的接口原理 ADC0809的接口原理； (4)、掌握单片机与ADC0809的接口原理； 教学重点： 教学重点： 单片机与DAC0832的接口原理 DAC0832的接口原理； (1)、单片机与DAC0832的接口原理； 单片机与ADC0809的接口原理 ADC0809的接口原理； (2)、单片机与ADC0809的接口原理； 教学难点： 教学难点： )、单片机与DAC0832接口的程序设计 单片机与DAC0832接口的程序设计； (1)、单片机与DAC0832接口的程序设计； )、单片机与

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单片机与数/模及模/ 单片机与数/模及模/数转换器接口

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单片机与数模及模数转换器接口

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模数转换器

9.1 模数转换器的结构及相关寄存器

9.2 模数转换器的应用

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STC12C5A60S2单片机集成有8路10 位高速模数转换器(ADC),速度可达到 250KHz(25万次/秒，可做温度检测、压 力检测、电池电压检测、按键扫描、频谱 检测等。

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9.1 模数转换器的结构及相关寄存器STC12C5A60S2单片机片内集成8通道 10位模数转换器(ADC)。ADC输入通道 与P1口复用，上电复位后P1口为弱上拉型 I/O口，用户可以通过软件设置将8路中的 任何一路设置为A/D转换，不需作为A/D 使用的口可继续作为I/O口使用。

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9.1.1 模数转换器的结构ADC控制寄存器ADC_CONTR ADC_P OWER SP EED1 SP EED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0

模拟输入信号 通道选择开关 CHS2/CHS1/CHS0 A/D转换结果寄存器ADC_RES和ADC_RESL ADC7/P 1.7 ADC6/P 1.6 ADC5/P 1.5 ADC4/P 1.4 ADC3/P 1.3 A

第11章 数模与模数转换器 习题与参考答案

【题11-1】 反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为10mV，试计算其输出电压VO。

图题11-1

解：输出电压为：

VO??RFVIN?10?10mV?100mV R1

【题11-2】 同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10 mV，试计算其输出电压VO。

图题11-2

解：VO?（1?RF）VIN?11?10mV?110mV R1【题11-3】 图题11-3所示的是权电阻D/A转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表5V，数字0代表0V，试计算D/A转换器输出电压VO。

D3 0 0 0 0 0 D2 0 0 1 1 1 0 1 1 0 D1 0 1 0 0 D0 1 1 0 1 VO －0.625V －0.625V－1.25V=1.875 －2.5V －0.625V－2.5V=3.125V

1 0 － 1.25=3.75 2.5V－－1 0 1 0 0.625V－2.5V－

1.25=4.375V 5V 图题11-3

1

【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压VO。

图题11-4

解：由

高速差分放大器让包含高速模数转换器(ADC)的信号链设计更加灵活。差分运放能提供包括增益,阻抗变换和单端到差分转换等的信号调理功能。

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使用差分放大器驱动模数转换器U ig Di e e ta Ampie st r e An lg t i i l o v re s sn f r n il f lir o D i ao o D gt n e t r f v aC●美国国家半导体公司应用工程师 L rnSe et oe ib r而高速差分放大器让包含高速模数转换器互调制与谐波失真落在带外的信号，对宽带 ( DC的信号链设计更加灵活。 A )差分运放能提信号这些将落在带内。下来我们将更详细讨接供包括增益，抗变换和单端到差分转换等的论如何根据信号和 AD的特性来选择器件。阻 C信号调理功能。

首先我们来回顾一下 AD C基础知识。作为一

AD C一般是固定增益的器件，当输入信

个混合信号器件，A DC包括模拟和数字电

号幅值小于满量程的输入范围的时候性能最路。A C的数字部分工作在时钟采样频率下， D 好。幅值不足一个最低有效位 L B的信号进在一个特定的应用中，对 S该频率通常是固定的。该行量化时