基于51单片机的D/A & A/D 与单片机接口原理-电子工程世界

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D/A :数字（digit）到模拟(analog) 就是把数字信息转换成模拟量

单片机属于数字芯片内部只有0和1表示的。无法表达一个模拟量。电压值模拟量是随意变化的。数字量就2种变化没有变化表示。

如果是一个8位 D/A芯片这里是并行口 8跟线跟单片机连接就是从0到255 0 0 0 0 0 0 0 0 ----

1 1 1 1 1 1 1 1 全部送 1就是最大的表示范围。如果是5V 那么最小的变化范围就是5V / 255 约等 0.0196.

一、D/A转换器的原理

T型电阻网络 D/A 转换器（如图）：

工作原理： Vref 是参考电压的输入端，下面的 D0---D7是数字控制端上面的开关是控制 0 和 1，后面是运算器是把电流转换成电压的一个装置。当然D/A有电流输出型也有电压输出型，如果电流输出型就不用后面的转换器了。就是一个流压的转换。

工作原理：I0 最后有个2R 如果 D0 置0跟后面的电阻是并联关系 2R 2R 并联等于R 加前面的R 又等2R 如D1也置0 话 2R 和2R又等R 再加前面R 得2R 同理所有的都置为0 最后V = I*R 我们看它的关系假如我们有数据都拨到1 那么所有的电流 I01 = I 总电流 = V/R ，假如只闭合D7 D7 置1 其他全部置0那么后面所有的电流跟I7 是一样的 I7=I7 正好等于一半的电流 I01 = V/R *1/2(2分子1) 那么如果D6 也闭合置1等于是又加了 2分子1的 2分子1 啊.看下图是退导下更明白！

有此图可以看出D7---D0 ） 2的7次方到2的0次方只要这位有1这位就有数字否则这位是0就没有数字

若Rfb这块是一个电压转换我们先不管。只要知道就是电流转成电压就行了。其实内部就是电阻的分流再转换成电压产生一个变化的过程。流压转换就是一个成正比的关系就很简单了。好了咱们再看看D/A的性能指标：

1、分辨率

分辨率是值输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（电压或电流）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的关系，可以表示成F/2的N次幂这个写不上去。FS 表示满量程输入值，N为二进制位数。对于5V 的满量程，采用8位的DAC时，分辨率为5V/256 = 19.5mv;当采用12位的DAC时，分辨率为5V/4096 = 1.22mv .显然，位数越多分辨率越高。当然位数越多对制作芯片的工艺要求越高，转换时间越慢，呵呵。也是制作上的瓶颈位数又高转换还快是相当不容易的，尤其是A/D 会更贵。20位 24位的D/A都有。当然贵。

2、线性度

线性度（也称为非线性误差）是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差常以相对于满量程的百分数表示。如+/-1%是指实际输出值与理论值之差在满刻度的 +/- 1%以内。当然线性度越好，D/A的性能越好。[page]

3、绝对精度和相对精度

绝对精度：（简称精度）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。绝度精度是由DAC的增益误差（当输入数码为全1时，实际输出值与理想输出值值之差）、零点误差（数码输入为全0时，DAC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1个LSB。

相对精度：相对精度与绝对精度表示同一个含义，用最大误差相对于满刻度的百分比表示。（跟线性度差不多）。

4、建立时间

建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时，输出模拟信号达到满刻度值的+/-1/2LSB所需的时间。是描述D/A转换速率的一个动态指标。（+/- 1/2LSB 我也不太清楚）。可以看看网络吧。

电流输出型DAC的建立时间短。电压输出型DAC的建立时间主要决定放大器的响应时间根据建立时间的长短，可以将DAC分成超高速（<1us)、高速（10~1us）、中速（100~10us）、低速(>=100 us)几档。

总结经验：应当注意，精度和分辨率具有一定的联系，但是概念不同。DAC的位数多时，分辨率会提高，对应于影响精度的量化误差会减小。但其它误差（如温度漂移，线性不良等）的影响仍会使DAC的精度变差。

DAC0832是使用非常普遍的8位D/A转换器，由于其片内有输入数据寄存器，故可以直接与单片机接口。DAC0832以电流形式输出，当需要转换为电压输出时，可外接运算放大器。属于该系列的芯片还有DAC0830/DAC0831，它们可以相互代换。DAC0832主要特性：

分辨率8位
电流建立时间1us
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
逻辑电平输入与TTL电平兼容
单一电源供电（+5v ~ +15v）
低功耗，20mW

目前我这里是直通方式，下图为DAC0832内部结构及引脚

引脚功能看下图

下图为几种工作方式及跟单片机连接图[page]

一、单缓冲

二、双极性模拟输出电压

三、双缓冲工作方式

而我们采用直通工作方式

当DAC0832芯片的片选信号，写信号及传送控制信号的引脚全部接地，允许输入锁存信号ILE引脚接+5V时，DAC0832芯片就处于直通工作方式，数字量一旦输入，就直接进入DAC寄存器，进行D/A转换。

关键字：51单片机单片机接口引用地址：基于51单片机的D/A & A/D 与单片机接口原理

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#include reg52.h //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义 #include intrins.h #include stdio.h #include 18b20.h #include delay.h #include key.h sbit RS = P2^5; //定义LCD1602端口 sbit RW = P2^6; sbit EN = P2^7; #define RS_CLR RS=0 #define RS_SET RS=1 #define RW_CLR RW=0 #define RW_SET RW=1 #define EN_CLR EN=0 #define EN_SET E

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