任务 简易数字波形发生器精.ppt

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1、任务 简易数字波形发生器第1页，本讲稿共41页任任务务9-1 9-1 简简易数字波形易数字波形发发生器生器任务描述：任务描述：通过通过P2口线控制外接的口线控制外接的DAC0808产生产生2Hz的三角波，初始的三角波，初始相位为相位为0，单极性，峰值电压，单极性，峰值电压4.88V。可采用定时器可采用定时器0工作在工作在方式方式1，分别采用中断方式编程；或采用软件延时来实，分别采用中断方式编程；或采用软件延时来实现。现。拓展：拓展：用用DAC0808输出鱼形图案并在输出鱼形图案并在ASF高级仿真图上观测数字高级仿真图上观测数字量与模拟量信号。量与模拟量信号。第2页，本讲稿共41页上机训练图例上

2、机训练图例第3页，本讲稿共41页上机仿真训练结果示例上机仿真训练结果示例第4页，本讲稿共41页1.D/A1.D/A转换器转换机理转换器转换机理 2.DAC2.DAC的连接特性的连接特性3.DAC3.DAC的主要性能指标的主要性能指标 4.DAC08324.DAC0832结构、特性及应用结构、特性及应用5.DAC08325.DAC0832与与80C5180C51单片机的接口单片机的接口6.PROTEUS6.PROTEUS中的中的DAC0808DAC0808简介简介7.7.基于基于DAC0808DAC0808的扩展仿真训练的扩展仿真训练任务任务9-19-1知识点：知识点：第5页，本讲稿共41页1D

3、/AD/A转换器转换机理转换器转换机理 型电阻网络型电阻网络D/A转换器转换器 第6页，本讲稿共41页 输出电压的大小与数字量具有对应的关系输出电压的大小与数字量具有对应的关系第7页，本讲稿共41页2DACDAC的连接特性的连接特性 输出模拟量的类型：电压型（慢）、电流型（快）输出模拟量的类型：电压型（慢）、电流型（快）输入缓冲能力：是否外加数据锁存器，例输入缓冲能力：是否外加数据锁存器，例DAC0808和和DAC0832和和MCU的接口不同的接口不同 输入数据的宽度（分辨率）：与系统数据总线宽输入数据的宽度（分辨率）：与系统数据总线宽 度比较（度比较（8位位/12位位/16位）位）数据输入次

4、数数据输入次数 输入数据码制：二进制、输入数据码制：二进制、BCD码码 输出模拟量的极性：单极性、双极性输出模拟量的极性：单极性、双极性第8页，本讲稿共41页分辨率是指输入数字量的最低有效位（分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSBLSB）发生变化时，所对应的输）发生变化时，所对应的输出模拟量（常为电压）的变化量。它反映了输出模拟量的最小变化值。出模拟量（常为电压）的变化量。它反映了输出模拟量的最小变化值。分辨率与输入数字量的位数有确定关系，可以表示成分辨率与输入数字量的位数有确定关系，可以表示成FS/2FS/2n n。FSFS表示表示满量程输入值，满量程输入值，n n为二进制位数。对于为二进

5、制位数。对于5V5V的满量程，采用位的的满量程，采用位的DACDAC时，分时，分辨率为辨率为5V/2565V/25619.5mV19.5mV；当采用；当采用1212位的位的DACDAC时，分辨率则为时，分辨率则为5V/40965V/40961.22mV1.22mV。显然，位数越多分辨率就越高。显然，位数越多分辨率就越高。分辨率也可用百分比表示。如位分辨率也可用百分比表示。如位DACDAC的百分比分辨率为的百分比分辨率为0.4%0.4%；1010位位DACDAC的的百分比分辨率为百分比分辨率为0.1%0.1%。3DACDAC的主要性能指标的主要性能指标 分辨率分辨率第9页，本讲稿共41页建立时间

6、（建立时间（转换时间）转换时间）从输入数字量到转换结束，输出达到最终值并稳定（终值误差从输入数字量到转换结束，输出达到最终值并稳定（终值误差1/2LSB1/2LSB）所需的时间。电流型快（几百）所需的时间。电流型快（几百nsns几几 s s），电压型慢。例：），电压型慢。例：DAC0808DAC0808建立时间约建立时间约150ns150ns，DAC0832DAC0832为为1us1us。精度精度 精度是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际精度是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差；输出值与理论值之间的最大误差；绝对精度是由绝对精度是由D

7、ACDAC的增益误差（当输入数码为全的增益误差（当输入数码为全1 1时，实际输出值与理时，实际输出值与理想输出值之差）、零点误差（数码输入为全时，想输出值之差）、零点误差（数码输入为全时，DACDAC的非零输出值）、的非零输出值）、非线性误差和噪声等引起的。绝对精度（即最大误差）应小于非线性误差和噪声等引起的。绝对精度（即最大误差）应小于1 1个个LSBLSB；精度不等于分辨率。精度不等于分辨率。第10页，本讲稿共41页 线性度线性度 线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理想直线线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。特性之间的最大偏差。常以相对于满量程

8、的百分数表示。如常以相对于满量程的百分数表示。如是指实际输出值与理论是指实际输出值与理论值之差在满刻度的值之差在满刻度的以内。以内。V VFSFS2 2n n模拟量模拟量数字量数字量理想曲线理想曲线实际曲线实际曲线1 1实际曲线实际曲线2 2线性误线性误差最大差最大第11页，本讲稿共41页4DAC0832DAC0832的结构、特性及应用的结构、特性及应用 DAC0832DAC0832芯片简介芯片简介 DAC0832,DAC0832,位位D/AD/A转换器，片内有输入数据寄存器，可直接与单片转换器，片内有输入数据寄存器，可直接与单片机接口。以电流形式输出，可外接运算放大器。属于该系列的芯片还有机

9、接口。以电流形式输出，可外接运算放大器。属于该系列的芯片还有DAC0830DAC0830、DAC0831DAC0831，它们可以相互代换。，它们可以相互代换。DAC0832DAC0832主要特性主要特性：分辨率位；分辨率位；电流建立时间电流建立时间SS；数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式；数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式；输出电流线性度可在满量程下调节；输出电流线性度可在满量程下调节；逻辑电平输入与逻辑电平输入与TTLTTL电平兼容；电平兼容；单一电源供电（单一电源供电（5V5V15V15V）；）；低功耗，低功耗，20m20m。第12页，本讲稿共41页 DAC0832DAC0832芯

10、片的逻辑结构芯片的逻辑结构第13页，本讲稿共41页 DAC0832DAC0832的应用的应用单极性电压输出单极性电压输出第14页，本讲稿共41页 DAC0832DAC0832的应用的应用双极性电压输出双极性电压输出第15页，本讲稿共41页 DAC0832DAC0832的应用的应用程控电压放大器程控电压放大器图中图中V VREFREF用用V VO O代替，代替，V VO O用用V VI I代替代替第16页，本讲稿共41页5DAC0832DAC0832与与80C5180C51单片机的接口单片机的接口 单缓冲工作方式单缓冲工作方式 此方式适用于只有一路模拟量输出，或有几路模拟量输出但并不要此方式适用

11、于只有一路模拟量输出，或有几路模拟量输出但并不要求同步的系统。求同步的系统。第17页，本讲稿共41页 双缓冲工作方式双缓冲工作方式 多路多路D/AD/A转换输出，如果要求同步进行，就应该采用双缓冲器同转换输出，如果要求同步进行，就应该采用双缓冲器同步方式。步方式。第18页，本讲稿共41页6PROTEUSPROTEUS中的中的DAC0808DAC0808简介简介A1A8:A1A8:8 8位并行数据输入端位并行数据输入端（A1A1为最高位，为最高位，A8A8为最低位）为最低位）I IOUTOUT:电流输出端电流输出端（实际为灌电流）（实际为灌电流）注：其余引脚通常可按芯片数据文件中的典型应用连接注

12、：其余引脚通常可按芯片数据文件中的典型应用连接 第19页，本讲稿共41页输出灌电流计算：输出灌电流计算：第20页，本讲稿共41页注：注：14引脚的外接电阻引脚的外接电阻R14=5k时，补偿电容一般为时，补偿电容一般为0.1uF。第21页，本讲稿共41页典型电路结构：典型电路结构：PROTUES+DAC0808+OPAMP注：注：DAC0808的的GND接地端和接地端和VCC电源端在电源端在proteus中已隐藏中已隐藏第22页，本讲稿共41页课程内训练例课程内训练例1：按下按下K1-K8K1-K8，输出，输出8 8挡电压挡电压 第23页，本讲稿共41页课程内训练例课程内训练例1：参考程序参考程

13、序#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoiddelay(uintx)uchari;while(x-)for(i=0;i120;i+);voidmain()P0=0X00;while(1)if(P3=0XFE)P0=0;if(P3=0XFD)P0=35;if(P3=0XFB)P0=70;if(P3=0XF7)P0=105;if(P3=0XEF)P0=140;if(P3=0XDF)P0=175;if(P3=0XBF)P0=210;if(P3=0X7F)P0=255;delay(2);第24页，本讲稿共41页课程内训练例课程内

14、训练例2：输出输出255255等分正弦电压波形等分正弦电压波形#include“reg51.h”#includemath.h#defineCangle3.14/180.0voidmain(void)chardi=0,i=0;doubleds=0.0;while(1)for(di=0;di255;di+)ds=255*sin(di*Cangle);i=ds;P2=i；for(i=0;i20;i+);注：这个网上下的例程可行吗？试修改程序完成正弦波输出注：这个网上下的例程可行吗？试修改程序完成正弦波输出第25页，本讲稿共41页7基于基于DAC0808DAC0808的扩展仿真训练的扩展仿真训练 训练

15、项目训练项目DAC0808DAC0808输出鱼形图案及输出鱼形图案及ASFASF应用应用扩展训练图例：要求采用定时器扩展训练图例：要求采用定时器0 0且工作在中断方式。且工作在中断方式。第26页，本讲稿共41页按照图示选择示波器。按照图示选择示波器。基本设计思路：基本设计思路：鱼形图案的数字量化和查表输出。鱼形图案的数字量化和查表输出。注意：示波器存在不能有效触发注意：示波器存在不能有效触发BUG，建议捕捉建议捕捉DAC输出时采用图形仿真模式。输出时采用图形仿真模式。方法是：方法是：（1）放置一个电压探针（）放置一个电压探针（Voltageprobe）；）；（2）拖放一个）拖放一个Analog

16、ueAnalysis仿真图表；仿真图表；（3）将（）将（1）拖放至（）拖放至（2）上，建立关联；）上，建立关联；（4）简单编辑上述两个添加元件的参数；）简单编辑上述两个添加元件的参数；（5）按）按space键启动图形仿真。键启动图形仿真。第27页，本讲稿共41页鱼形图案的量化数据（参考数据，可自行修改）。鱼形图案的量化数据（参考数据，可自行修改）。table:db 100,118,76,142,60,157,46,170db 110,27db 186,17,193,11,197,7,200,3,198,2db 197,0,194,3,188,16,174,25db 166,37,156,50,

17、145,60,137,67,128,73db 122,75,124,65,129,54,136,46,145,40第28页，本讲稿共41页最终要求的波形输出。最终要求的波形输出。第29页，本讲稿共41页ASFASF应用结果示例。应用结果示例。第30页，本讲稿共41页按图示选择混合数模仿真按图示选择混合数模仿真MIXEDMIXED。第31页，本讲稿共41页在原理图空白处画框（画在原理图空白处画框（画MIXEDMIXED外轮廓）。外轮廓）。第32页，本讲稿共41页按图示选择电压探针并放置探针。按图示选择电压探针并放置探针。第33页，本讲稿共41页选择电压探针并放置模拟量探针。选择电压探针并放置模拟量探针。第34页，本讲稿共41页MIXEDMIXED属性编辑窗口（右键点击出现）。属性编辑窗口（右键点击出现）。第35页，本讲稿共41页设置信号追踪起止时间。设置信号追踪起止时间。第36页，本讲稿共41页添加需要观察的模拟量信号。添加需要观察的模拟量信号。第37页，本讲稿共41页添加需要观察的数字量量信号。添加需要观察的数字量量信号。第38页，本讲稿共41页信号添加完毕。信号添加完毕。第39页，本讲稿共41页MIXEDMIXED的仿真选项，若此时有示波器需先删除示波器。的仿真选项，若此时有示波器需先删除示波器。第40页，本讲稿共41页ASFASF仿真结果。仿真结果。第41页，本讲稿共41页