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第 12 章数模(D/A)转换与模数(A/D)转换接口
本章讲述:
D/A转换器接口
A/D转换器接口
D/A转换器接口
D/A(Digit to Analog)和A/D(Analog to Digit)转换是计算机与外部世界联系的重要接口。在一个实际的系统中,有两种基本的量——模拟量和数字量。外界的模拟量要输入给计算机,首先要经过A/D转换,才能由计算机进行运算、加工处理等。若计算机的控制对象是模拟量,也必须先把计算机输出的数字量经过D/A转换,才能控制模拟量。
D/A和A/D转换的具体电路已经在数字电路课程中讲述。本章主要介绍如何把D/A和A/D转换的芯片与CPU进行接口以及用CPU控制这些转换的软件编程如何实现。
CPU与8位D/A芯片的接口
D/A转换通常是由输入的二进制数的各位控制一些开关,通过电阻网路,在运算放大器的输入端产生与二进制数各位的权成比例的电流,经过运算放大器相加和转换而成为与二进制数成比例的模拟电压。
若CPU的输出数据要通过D/A转换变为模拟量输出,当然要把CPU数据总线的输出连到D/A的数字输入上。但是,由于CPU要进行各种信息的加工处理,它的数据总线上的数据是不断地改变的,它输出给D/A的数据只在输出指令的几个微秒中出现在数据总线上。所以,必须要有一个锁存器,把CPU输出给D/A转换的数据锁存起来,直至输送新的数据为止。一个最简单的D/A芯片与CPU的接口电路如图12-1所示。
其中,以锁存器74100作为CPU与D/A转换之间的接口。CPU把74100作为一个输出端口,用地址27H来识别,则CPU输给D/A的数据要用一条I/O写(即输出)指令来实现。
图12-1的电路可应用于许多场合,例如:
(1) 驱动一个侍服电机;
(2) 控制一个电压—频率转换器(用于锁相环路);
(3) 控制一个可编程的电源;
(4) 驱动一个模拟电表。
8位CPU与10位(高于8位的)D/A转换器的接口
AD 7527一种10位D/A转换芯片。
1. 基本功能
AD 7527是一种可编程的单片CMOS D/A转换器,它可以直接与8位或16位数据总线相连接。内部寄存器可以左对齐或右对齐,数据可由外部输入(作D/A转换),也可以作为一个内部计数器。内部有数据补偿电路,使输出为0,或半量程电压或满量程电压作校验用。
2. 功能方框图及引脚
AD 7527的功能方框图如图12-2所示,其引脚如图12-3所示。
其中:
RFB(1)——接反馈电阻的引脚。
OUT1(2)——器件的电流输出端,通常接至外部的运算放大器输入端。
AGND(3)——模拟地。
FCE1(4)——强制输入信号1。
FCE2(5)——强制输入信号2。