第8章波形发生器设计

时间：2025-07-13

单片机教学设计实例

情境八波形发生器

子情境一

D/A转换器正弦波发生器的设计

子情境二

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子情境一

D/A转换器

1.DAC的性能指标 DAC输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。有关 D/A 转换器的技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类(二进制或 BCD 码)等。下面介绍几个与接口有关的技术性能指标。 (1).分辨率分辨率是 D/A 转换器对输入量变化敏感程度2

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子情境一

D/A转换器

的描述，与输入数字量的位数有关。如果数字量的位数为n,则 D/A 转换器的分辨率为 2-n。这就意味着D/A转换器能对满刻度的2-n 输入量做出反应。例如，8 位数的分辨率为 1/256,10 位数的分辨率为 1/1024 等，如表5-4。 (2).精度 DAC的精度定义为实际输出电压或电流与理论值之间的误差。这是DAC的静态指标，一般采用采用最小有效位LSB的分数表示，例如±l/2LSB。如果分辨率为20mV。则它的精度是±10mV。3

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D/A转换器

(3).线性度 DAC的线性度定义为数字量变化时，DAC输出的模拟电压或电流按比例关系变化的程度。理想的DAC是线性的，但实际上有误差，在0~2n-1 的数字转换范围内，实际输出电流或电压与理论值之间的最大偏差称为线性误差。 (4).稳定时间当输入至DAC的二进制数发出变化时，模拟输出电压或电流也要跟着变化，模拟输出电压4

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D/A转换器

下面以目前使用较普遍的8位ADC0832转换芯片为例讲解 51系列单片机与DAC芯片的接口设计。 (1)内部结构及引脚 DAC0832是一个8 位 D/A 转换器。单电源供电，从+5V~+15V 均可正常工作。基准电压的范围为-10V~+10V;电流建立时间为 1µs; CMOS工艺，低功耗20mW。 DAC0832 内部结构框图如图 5-22 所示。5

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图 5-22 DAC0832 内部结构框图6

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D/A转换器

该转换器由输入寄存器和 DAC 寄存器构成两级数据输入锁存。使用时，数据输入可以采用两级锁存(双锁存)形式、单级锁存(一级锁存，一级直通)形式或直接输入(两级直通)形式。DAC0832的引脚如图5-23所示。

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图5-23 DAC0832的引脚

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D/A转换器

各引脚的功能如下： DI7~DI0——转换数据输入，TTL电平，有效时间大于 90ms。 CS ——片选信号输入端，低电平有效。 ILE——数据锁存允许控制信号输入端，高电平有效。 WR1 ——输入寄存器写选通输入端，低电平有效。当 CS 为0,ILE为1, 1为0时，DI7~DI0状态被锁存到输入寄 WR 存器。

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D/A转换器

WR 2 ——DAC寄存器写选通输入端，低电平有效。当 XFER为0, 2 为0时，输入寄存器的状态被传送到DAC WR 寄存器中。 XFER ——数据传送控制信号输入端，

低电平有效。 Iout1——电流输出端，当输入数据全为1时，输出电流最大；全为0时输出电流最小。 Iout2——电流输出端。 DAC转换器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常数。

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D/A转换器

R fb ——反馈电阻端，芯片内部此端与Iout1之间已接有一个15K 电阻。 Vref ——基准电压输入端，外加高精度电压源，与芯片内的电阻网络相连接，该电压可正可负，范围为-10V~ +10V。 DGND——数字地。 AGND——模拟地。

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