DAC0832数模转换实验报告131219x.doc

实验报告 基于DAC0832的数模转换 一、实验目的 1.学习单片机控制技术----用单片机控制外部数模转换设备，实现D/A转换； 2.熟悉DAC0832芯片的内部结构、引脚功能、各种工作方式下的工作时序； 3.熟悉并掌握51单片机系统硬件电路的基本工作原理，并学习硬件电路设计； 4.学习C51单片机编程、调试方法。 二、实验任务 利用51单片机控制DAC0832生成正弦波电压输出。 三、实验器材 C51单片机 一块 DAC0832 一块 LM324 一块 单孔板 一块 导线 若干 直流稳压电源 一台 示波器 一台 四、实验原理 1. 系统方案确立 1)硬件电路工作原理 图4-1 信号发生器的硬件框图 MCU作为单片机微处理系统，通过Keyboard输入可以产生正弦波数字信号的程序，使MCU输出正弦波数字信号，通过DAC0832数模转换，变成正弦波的模拟信号，用示波器显示出来。如图4-1所示。 2)程序工作流程 图4-2 信号发生器的程序流程图 2. 硬件电路设计 1）单片机最小系统的组成 单片机最小系统是指用最小元件组成的单片机工作系统。对MCS-51系列单片机来说，其内部已经包含了一定数量的程序存储器和数据存储器，在外部只要增加时钟电路和复位电路即可构成单片机最小系统。下图所示便是MCS-51系列单片机最小系统电路，由单片机芯片和典型的时钟电路和复位电路构成。 图4-3 典型的时钟电路大多采用内部时钟方式，晶振一般在1.2～12MHz之间，甚至可达到24MHz或更高，频率越高，单片机处理速度越快，但功耗也就越大，一般采用11.0592MHz的石英晶振。与晶振并联的两个电容、通常为30pF左右，对频率有微调作用。需要注意的是，在设计单片机系统的印刷电路板（PCB）时，晶振和电容应尽可能与单片机芯片靠近，以减少引线的寄生电容，保证振荡器可靠工作。 典型的复位电路大多采用上电自动复位和按键手动复位组合电路，电容的大小直接影响单片机的复位时间，电容值越大，复位时间越短，一般为10～30uF。 2）数模转换工作电路的设计 我们选中DAC0832进行DA变换。但DAC0832输出的是电流，我们要输出电压信号。因此我们选用如图4-4 工作电路。 图4-4 两级运用放大解决输出双极性电压的问题。输出电流经放大，输出电压： Vref：DAC0832的参考电压（通常为+5V) R2与R3的比值确定输出电压的偏移范围；R1与R3的比值确定输出电压的大小。 DAC0832与MCS-51单片机的电路连接如图4-5 所示。我们选择单片机的P2口为数字量的输出口，同时DAC0832采取直通转换模式，即输入寄存器和DAC寄存器为直通模式，数字量从单片机P2口直接接到DA转换器进行转换。 图4-5 3. 软件设计 1）定时器的设定 本系统输出正弦波周期为20mS。用查表法实现正弦波的相幅转换，再将幅度值经DA转换、低通滤波，生成连续变化的正弦波电压。 正弦波相位等分为1/250，因此步进时间为80μS。我们选T0定时产生该步进时钟，设计如下。 我们用的MCS-51单片机是的频率是11.0592MHz的，并且是用16位的计数器，用定时器T0进行计数。所以根据实验原理里写的初值计算公式可得我们需要的初值X为： 转换为16进制为 FFB6H。所以对定时器进行赋值TH0=0xff,TL0=0xb6。 因为选用时T0的计时器，并且是16位，所以TMOD控制寄存器中的低4位：GATE=0, =0,M1 M0=01，所以TMOD=0000 0001，转换为16进制为0x01。 与此同时，TCON控制寄存器中的TR0=1。 定时步进由T0中断控制。所以中断允许寄存器IE中的总中断控制EA=1，同时也要开启T0中断，即ET0=1。 以上设置在系统初始化中完成。 2）相幅转换 由于在程序中，我们是用查表法来输出正弦波数字信号，250个数字量为一个正弦波周期2π，这就说明表中的每个数字量有其与