单片机AD和DA应用接口技术课件.ppt

單片機A/D和D/A應用介面技術*18-1.A/D轉換器基本知識具有A/D和D/A的單片機控制系統構成*18-1.A/D轉換器基本知識逐次逼近式A/D轉換原理*18-1.A/D轉換器基本知識雙積分式ADC轉換原理*18-1.A/D轉換器基本知識A/D轉換器的主要技術指標解析度 使輸出數字量變化一個相鄰數碼所需輸入模擬電壓的變化量。常 用二進位的位數表示。 例如:12位ADC的解析度就是12位，一個10V滿刻度的12位ADC能分辨 輸入電壓變化最小是:10V×1/212=2.4mV量化誤差 ADC把模擬量變為數字量，用數字量近似表示模擬量，這個過程稱為量化。量化誤差是ADC的有限位數對模擬量進行量化而引起的誤差。*18-1.A/D轉換器基本知識A/D轉換器的主要技術指標偏移誤差指輸入信號為零時，輸出信號不為零的值，所以有時又稱為零值誤差。滿刻度誤差 滿刻度誤差又稱為增益誤差。指滿刻度輸出數碼所對應的實際輸入電壓與理想輸入電壓之差。線性度 線性度有時又稱為非線性度，指轉換器實際的轉換特性與理想直線的最大偏差。*18-1.A/D轉換器基本知識A/D轉換器的主要技術指標絕對精度 在一個轉換器中，任何數碼所對應的實際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值，稱為絕對精度。對於ADC而言，可以在每一個階梯的水準中點進行測量，它包括了所有的誤差。轉換速率 指ADC能夠重複進行數據轉換的速度，即每秒轉換的次數。而完成一次A/D轉換所需的時間（包括穩定時間），則是轉換速率的倒數。*18-2.D/A轉換器基本知識Ｔ型電阻網路D/A轉換器的基本原理*18-2.D/A轉換器基本知識D/A轉換器的主要技術指標解析度 指輸入數字量的最低有效位（LSB）發生變化時，所對應的輸出模擬量（常為電壓）的變化量。它反映了輸出模擬量的最小變化值。解析度與輸入數字量的位數有確定的關係，可以表示成FS/2n。FS表示滿量程輸入值，n為二進位位數。 例：對於5V的滿量程，採用８位的DAC時，解析度為5V/256＝19.5mV；當採用12位的DAC時，解析度則為5V/4096＝1.22mV。（位數越多解析度就越高）線性度（非線性誤差） 線性度是實際轉換特性曲線與理想直線特性之間的最大偏差。常以相對於滿量程的百分數表示。如±１％是指實際輸出值與理論值之差在滿刻度的±１％以內。*18-2.D/A轉換器基本知識D/A轉換器的主要技術指標絕對精度和相對精度 絕對精度（簡稱精度）是指在整個刻度範圍內，任一輸入數碼所對應的模擬量實際輸出值與理論值之間的最大誤差。 相對精度與絕對精度表示同一含義，用最大誤差相對於滿刻度百分比表示。建立時間 建立時間是指輸入的數字量發生滿刻度變化時，輸出模擬信號達到滿刻度值的±1/2LSB所需的時間。是描述D/A轉換速率的一個動態指標。 電流輸出型DAC的建立時間短。電壓輸出型DAC的建立時間主要決定於運算放大器的回應時間。根據建立時間的長短，可以將DAC分成超高速（＜1μS)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）等幾類。*18-2.D/A轉換器基本知識D/A轉換器與單片機介面（單緩衝工作方式）適用於只有一路模擬量輸出，或有幾路模擬量輸出但並不要求同步的系統*18-2.D/A轉換器基本知識D/A轉換器與單片機介面（雙緩衝工作方式）適用於多路D/A轉換輸出，並要求同步進行的系統*18-3.光導智能小車硬體實現發車區光導小車運行場地圖例*18-3.光導智能小車硬體實現光導智能小車基本原理當左邊光電池輸出電壓大於右邊光電池輸出電壓，表明光源處於小車左側，小車左轉。當右邊光電池輸出電壓大於左邊光電池輸出電壓，表明光源處於小車右側，小車右轉。當右邊光電池輸出電壓等於左邊光電池輸出電壓，表明光源處於小車正前方，小車直線前進。左邊光電池右邊光電池*18-3.光導智能小車硬體實現光導智能小車硬體電路ADC0832週邊介面連接光電池輸出信號處理電路*18-3.光導智能小車硬體實現硬體電路原理分析串行A/D轉換器介面電路模擬電壓輸入介面CHO:模擬電壓輸入端口0CH1:模擬電壓輸入端口1串行介面CS:片選信號CLK:時鐘信號DI:數據輸入端口DO:數據輸出端口光電池輸出信號處理電路U1A構成一級跟隨器,實現阻抗變換,消除後級電路對光