第 10章 D/A及 A/D转换器
10.1 概述
10.2 典型 D/A转换器芯片
10.3 典型 A/D转换器芯片
10.4 DAC及 ADC应用实例
10.1 概述
.一般微机测控系统框图如图返回本章首页生产现场传 感 器 与数 据 采 集执 行 机 构
A / D 转 换 器
D / A 转 换 器计 算 机
10.2 典型 D/A转换器芯片
10.2.1 D/A转换器工作原理
10.2.2 D/A转换器的主要参数
10.2.3 八位 D/A转换器 DAC0832及应用 利用返回本章首页下一页
10.2.1 D/A转换器工作原理
D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的集成电路，它的模拟量输出（电流或电压）与 参考量（电流或电压）以及二进制数成比例,— 般来说，可用下面的式子表示模拟量输出和参考量及二进制数的关系：
其中 X为模拟量输出,K为比例常数,为参考量（电压或电流）,B为待转换的二进制数，
通常 B的位数为 8位,12位等。
返回本节首页下一页
BVKX REF
BVKX R E F
REFV
通过 D/A转换器进行 D/A转换就是按照一定的解码方式将数字量转换成模拟量。解码方式主要有以下两种解码网络方式,
（ 1） 二进制加权电阻网络型 D/A转换器 。
（ 2） 梯形电阻网络型 D/A转换器 。
下一页 返回本节首页二进制加权电阻网络型 D/A转换器的组成
二进制加权电阻网络型 D/A转换器由四部分组成：
l 电子开关 Kl～ Kn；
l 产生二进制权电流 （ 电压 ） 的电阻网络；
l 加法放大器；
l 参考电压；
下一页 返回本节首页二进制加权电阻网络型 D/A转换器原理图下一页 返回本节首页
R
2 R
4 R
R f
RN 12?
REFV
0d
2?nd 3?nd 1?n
d
k 1
k 2
k 3
k n
-
+
梯形电阻网络型 D/A转换器原理图下一页 返回本节首页
R
2 R
R f
RE F
V
0
d
2?n
d
1
d
1?n
d
K 1
K 2
K n - 1
K n
-
+
2 R
2 R
2 R
2 R
R
10.2.2 D/A转换器的主要参数
1,绝对精度
2,相对精度
3,位数 （ 分辨率 ）
4,建立时间
5,馈送误差
6,线性度下一页 返回本节首页
10.2.3 八位 D/A转换器 DAC0832及应用 利用
DAC0832是一种 8位电流输出型 D/A转换芯片,
内部结构框图为,
下一页 返回本节首页
8 位 输 入锁 存 器
8 位 D A C
寄 存 器
8 位 D / A
转 换 器
2LE1LE
2WR
70
~ DIDI
7
6
5
4
1 6
1 5
1 4
1 3
I L E
1 9
1
2
1 8
1 7
8
1 2
1 1
9
3
1 0
2 0
V C C
D G N D
A G N D
REF
V
2O U T
I
1OU T
I
fb
R
fb
R
1WR
CS
X F E R
＆
＆
＆
DAC0832引脚图下一页 返回本节首页
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
2 0
1 9
1 8
1 7
1 6
1 5
1 4
1 3
1 2
1 1
D A C
0 8 3 2
CS
1WR
AG N D
3
DI
2
DI
1
DI
0
DI
RE F
V
fb
R
DG N D
1OUT
I
2OUT
I
7
DI
6
DI
5
DI
4
DI
XFER
2WR
I LE
VCC
DAC0832工作方式
（ 1） 输出直通方式
（ 2）缓冲寄存器工作方式
（ 3）双缓冲寄存器工作方式下一页 返回本节首页
DAC0832的输出
（ 1） 单极性输出
（ 2）双极性输出
单极性输出原理图下一页 返回本节首页
8
70
~ DIDI
OUT
V
-
+
1O U T
I
2OUT
I
A G N D
fb
R
D A C
0 8 3 2
256
BVV R EF
O U T
双极性输出原理图下一页 返回本节首页
8
70
~ DIDI
-
+
1OUT
I
2OUT
I
fb
R
D A C
0 8 3 2
OUT
V
-
+
RE F
V
+ 5 V
256V)B128(V R EFOUT
256
V)B128(V R EF
OUT
DAC0832的应用
波形发生器下一页 返回本节首页
8
70
~ DIDI
-
+
1OUT
I
2O U T
I
fb
R
D A C
0 8 3 2
OUT
V
-
+
R E F
V
+ 5 V
CS
1WR
2WR
X F E R
A G N D
I L E
V C C
译 码 地址 输 出
10.3 典型 A/D转换器芯片
10.3.1 A/D转换器工作原理
10.3.2 ADC的性能参数
10.3.3 典型 A/D转换器件 ADC0809
10.3.4 A/D转换器的选择原则返回本章首页
10.3.1 A/D转换器工作原理
A/D转换器是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号以便于数字系统进行处理,存储,
控制和显示 。 A/D转换器形式很多 。 按 A/D转换器输入模拟量的极性分,有单极型和双极型两种 。
按 A/D转换器的数字量输出分,既有并行方式又有串行方式及串 /并行方式 。 按 A/D转换器的转换原理分,有积分型,逐次逼近型和并行转换型 。
以下对最常用的逐次逼近型 A/D转换器做一介绍 ]
下一页 返回本节首页
逐次逼近型 A/D转换器框图下一页 返回本节首页缓 冲 寄 存 器控 制 电 路逐 次 逼 近寄 存 器
8 位
D / A
转 换 器比 较 器
C L K
启 动 信 号转 换 结 束
V i
V 0
D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0
10.3.2 ADC的性能参数
1,分辨率
2,转换时间
3,绝对精度
4,相对精度下一页 返回本节首页
10.3.3 典型 A/D转换器件 ADC0809
ADC0809是 8位 8通道逐次逼近型 A/D转换器,
它的数字量输出是三态的 （ 总线型输出 ） 。 可以直接与微机总线相连接 。
下一页 返回本节首页
ADC0809主要技术指标
（ 1） 分辨率,8位
（ 2） 增益温度系数,0.02％
（ 3） 低功耗电量,20mW
（ 4） 单电源供电：电源范围为 +5V～ +15V
（ 5） 转换速度：约 1us转换时间下一页 返回本节首页
ADC0809内部结构图下一页 返回本节首页控 制 及 时 序逐 次 逼 近 寄 存 器
S,A,R
D / A
三态输出锁存缓冲器模拟开关地址锁存译码比 较 器
V R E F （ + ） V R E F （ - ）
A L E
A D D A
A D D B
A D D C
I N 0
I N 7
I N 1
~
启 动
（ S T A R T ）
路输入
8
时 钟
（ C L O C K ）
转 换 结 束
（ E O C ）
输 出 允 许
（ O E ）
D 7 （ M S B ）
D 0 （ L S B ）
~
路输出
8
ADC0809引脚图下一页 返回本节首页
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 9
1 8
1 7
1 6
1 5
2 8
2 7
2 6
2 5
2 4
2 3
2 2
2 1
2 0
A D C
0 8 0 9
4
IN
A DD C
E O C
3D
S T A RT
C LO C K
OE
G N D
)(V R EF?
V C C
A LE
)(V R EF?
A D D B
3
IN
5
IN
6
IN
7
IN
0
IN
1
IN
2
IN
1D 2D
)LS B(0D
4D
5D
6D
)MS B(7D
A DD C
ADC0809与微机接口下一页 返回本节首页
C L K 8 分 频
C L K
D 7
~
D 0
O E
A D D A
A D D B
A D D C
E O C
A L E
S T A R T
A D C
0 8 0 9
I O W
I O R
0A
1A
0D~7D
7A
6A
5A
0Y译码器
P
C
插槽
+ 5 V
V C C
V R E F ( + )
G N D
V R E F ( - )
2A
ADC0809应用下一页 返回本节首页
C L K 8 分 频
C L K
D 7
~
D 0
O E
A D D A
A D D B
A D D C
E O C
A L E
S T A R T
A D C
0 8 0 9
P A
P B 0
P C 1
P B 7
P B 6
P B 5CE
RD
WR
0D~7D
0A
1A
8 2 5 5
I O W
I O R
0A
1A
0D~7D
7A
6A
5A
0Y译码器
P
C
插槽
10.3.4 A/D转换器的选择原则
（ 1）根据检测通道的总误差和分辩率要求，选取 A/D转换精度和分辨率。
（ 2）根据被测对象的变化率及转换精度要求确定 A/D转换器的转换速率。
（ 3）根据环境条件选择 A/D芯片的环境参数。
（ 4）根据接口设计是否简便及价格等选取 A/D
芯片。
下一页 返回本节首页
10.4 DAC及 ADC应用实例
用 ADC0809及 DAC0832构建一个通用 8位 A/D采集，一个 D/A输出的采集卡下一页 返回本节首页
+ 5 V
D A C 0 8 3 2A D C 0 8 0 9
8 分 频
7 4 L S 1 3 8
C L KI N 7
~
I N 0 A B C D 7
~
D 0
E O CO E S T A R T A L E CS
+
-
+ -
D 7
~
D 0
Y 0Y 1Y 2
A 5A 6A 7 模 拟 输 入 C L K D 0 D 1 D 2 I R Q 2 D 7
~
D 0 O U T
1 0
1 7
1 8
81 92 0 9 1 1 1 2 3
P C 插 槽
Thank you very much!
本章到此结束
，
谢谢您的光临
！
退 出 返回本章首页
10.1 概述
10.2 典型 D/A转换器芯片
10.3 典型 A/D转换器芯片
10.4 DAC及 ADC应用实例
10.1 概述
.一般微机测控系统框图如图返回本章首页生产现场传 感 器 与数 据 采 集执 行 机 构
A / D 转 换 器
D / A 转 换 器计 算 机
10.2 典型 D/A转换器芯片
10.2.1 D/A转换器工作原理
10.2.2 D/A转换器的主要参数
10.2.3 八位 D/A转换器 DAC0832及应用 利用返回本章首页下一页
10.2.1 D/A转换器工作原理
D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的集成电路，它的模拟量输出（电流或电压）与 参考量（电流或电压）以及二进制数成比例,— 般来说，可用下面的式子表示模拟量输出和参考量及二进制数的关系：
其中 X为模拟量输出,K为比例常数,为参考量（电压或电流）,B为待转换的二进制数，
通常 B的位数为 8位,12位等。
返回本节首页下一页
BVKX REF
BVKX R E F
REFV
通过 D/A转换器进行 D/A转换就是按照一定的解码方式将数字量转换成模拟量。解码方式主要有以下两种解码网络方式,
（ 1） 二进制加权电阻网络型 D/A转换器 。
（ 2） 梯形电阻网络型 D/A转换器 。
下一页 返回本节首页二进制加权电阻网络型 D/A转换器的组成
二进制加权电阻网络型 D/A转换器由四部分组成：
l 电子开关 Kl～ Kn；
l 产生二进制权电流 （ 电压 ） 的电阻网络；
l 加法放大器；
l 参考电压；
下一页 返回本节首页二进制加权电阻网络型 D/A转换器原理图下一页 返回本节首页
R
2 R
4 R
R f
RN 12?
REFV
0d
2?nd 3?nd 1?n
d
k 1
k 2
k 3
k n
-
+
梯形电阻网络型 D/A转换器原理图下一页 返回本节首页
R
2 R
R f
RE F
V
0
d
2?n
d
1
d
1?n
d
K 1
K 2
K n - 1
K n
-
+
2 R
2 R
2 R
2 R
R
10.2.2 D/A转换器的主要参数
1,绝对精度
2,相对精度
3,位数 （ 分辨率 ）
4,建立时间
5,馈送误差
6,线性度下一页 返回本节首页
10.2.3 八位 D/A转换器 DAC0832及应用 利用
DAC0832是一种 8位电流输出型 D/A转换芯片,
内部结构框图为,
下一页 返回本节首页
8 位 输 入锁 存 器
8 位 D A C
寄 存 器
8 位 D / A
转 换 器
2LE1LE
2WR
70
~ DIDI
7
6
5
4
1 6
1 5
1 4
1 3
I L E
1 9
1
2
1 8
1 7
8
1 2
1 1
9
3
1 0
2 0
V C C
D G N D
A G N D
REF
V
2O U T
I
1OU T
I
fb
R
fb
R
1WR
CS
X F E R
＆
＆
＆
DAC0832引脚图下一页 返回本节首页
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
2 0
1 9
1 8
1 7
1 6
1 5
1 4
1 3
1 2
1 1
D A C
0 8 3 2
CS
1WR
AG N D
3
DI
2
DI
1
DI
0
DI
RE F
V
fb
R
DG N D
1OUT
I
2OUT
I
7
DI
6
DI
5
DI
4
DI
XFER
2WR
I LE
VCC
DAC0832工作方式
（ 1） 输出直通方式
（ 2）缓冲寄存器工作方式
（ 3）双缓冲寄存器工作方式下一页 返回本节首页
DAC0832的输出
（ 1） 单极性输出
（ 2）双极性输出
单极性输出原理图下一页 返回本节首页
8
70
~ DIDI
OUT
V
-
+
1O U T
I
2OUT
I
A G N D
fb
R
D A C
0 8 3 2
256
BVV R EF
O U T
双极性输出原理图下一页 返回本节首页
8
70
~ DIDI
-
+
1OUT
I
2OUT
I
fb
R
D A C
0 8 3 2
OUT
V
-
+
RE F
V
+ 5 V
256V)B128(V R EFOUT
256
V)B128(V R EF
OUT
DAC0832的应用
波形发生器下一页 返回本节首页
8
70
~ DIDI
-
+
1OUT
I
2O U T
I
fb
R
D A C
0 8 3 2
OUT
V
-
+
R E F
V
+ 5 V
CS
1WR
2WR
X F E R
A G N D
I L E
V C C
译 码 地址 输 出
10.3 典型 A/D转换器芯片
10.3.1 A/D转换器工作原理
10.3.2 ADC的性能参数
10.3.3 典型 A/D转换器件 ADC0809
10.3.4 A/D转换器的选择原则返回本章首页
10.3.1 A/D转换器工作原理
A/D转换器是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号以便于数字系统进行处理,存储,
控制和显示 。 A/D转换器形式很多 。 按 A/D转换器输入模拟量的极性分,有单极型和双极型两种 。
按 A/D转换器的数字量输出分,既有并行方式又有串行方式及串 /并行方式 。 按 A/D转换器的转换原理分,有积分型,逐次逼近型和并行转换型 。
以下对最常用的逐次逼近型 A/D转换器做一介绍 ]
下一页 返回本节首页
逐次逼近型 A/D转换器框图下一页 返回本节首页缓 冲 寄 存 器控 制 电 路逐 次 逼 近寄 存 器
8 位
D / A
转 换 器比 较 器
C L K
启 动 信 号转 换 结 束
V i
V 0
D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0
10.3.2 ADC的性能参数
1,分辨率
2,转换时间
3,绝对精度
4,相对精度下一页 返回本节首页
10.3.3 典型 A/D转换器件 ADC0809
ADC0809是 8位 8通道逐次逼近型 A/D转换器,
它的数字量输出是三态的 （ 总线型输出 ） 。 可以直接与微机总线相连接 。
下一页 返回本节首页
ADC0809主要技术指标
（ 1） 分辨率,8位
（ 2） 增益温度系数,0.02％
（ 3） 低功耗电量,20mW
（ 4） 单电源供电：电源范围为 +5V～ +15V
（ 5） 转换速度：约 1us转换时间下一页 返回本节首页
ADC0809内部结构图下一页 返回本节首页控 制 及 时 序逐 次 逼 近 寄 存 器
S,A,R
D / A
三态输出锁存缓冲器模拟开关地址锁存译码比 较 器
V R E F （ + ） V R E F （ - ）
A L E
A D D A
A D D B
A D D C
I N 0
I N 7
I N 1
~
启 动
（ S T A R T ）
路输入
8
时 钟
（ C L O C K ）
转 换 结 束
（ E O C ）
输 出 允 许
（ O E ）
D 7 （ M S B ）
D 0 （ L S B ）
~
路输出
8
ADC0809引脚图下一页 返回本节首页
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 9
1 8
1 7
1 6
1 5
2 8
2 7
2 6
2 5
2 4
2 3
2 2
2 1
2 0
A D C
0 8 0 9
4
IN
A DD C
E O C
3D
S T A RT
C LO C K
OE
G N D
)(V R EF?
V C C
A LE
)(V R EF?
A D D B
3
IN
5
IN
6
IN
7
IN
0
IN
1
IN
2
IN
1D 2D
)LS B(0D
4D
5D
6D
)MS B(7D
A DD C
ADC0809与微机接口下一页 返回本节首页
C L K 8 分 频
C L K
D 7
~
D 0
O E
A D D A
A D D B
A D D C
E O C
A L E
S T A R T
A D C
0 8 0 9
I O W
I O R
0A
1A
0D~7D
7A
6A
5A
0Y译码器
P
C
插槽
+ 5 V
V C C
V R E F ( + )
G N D
V R E F ( - )
2A
ADC0809应用下一页 返回本节首页
C L K 8 分 频
C L K
D 7
~
D 0
O E
A D D A
A D D B
A D D C
E O C
A L E
S T A R T
A D C
0 8 0 9
P A
P B 0
P C 1
P B 7
P B 6
P B 5CE
RD
WR
0D~7D
0A
1A
8 2 5 5
I O W
I O R
0A
1A
0D~7D
7A
6A
5A
0Y译码器
P
C
插槽
10.3.4 A/D转换器的选择原则
（ 1）根据检测通道的总误差和分辩率要求，选取 A/D转换精度和分辨率。
（ 2）根据被测对象的变化率及转换精度要求确定 A/D转换器的转换速率。
（ 3）根据环境条件选择 A/D芯片的环境参数。
（ 4）根据接口设计是否简便及价格等选取 A/D
芯片。
下一页 返回本节首页
10.4 DAC及 ADC应用实例
用 ADC0809及 DAC0832构建一个通用 8位 A/D采集，一个 D/A输出的采集卡下一页 返回本节首页
+ 5 V
D A C 0 8 3 2A D C 0 8 0 9
8 分 频
7 4 L S 1 3 8
C L KI N 7
~
I N 0 A B C D 7
~
D 0
E O CO E S T A R T A L E CS
+
-
+ -
D 7
~
D 0
Y 0Y 1Y 2
A 5A 6A 7 模 拟 输 入 C L K D 0 D 1 D 2 I R Q 2 D 7
~
D 0 O U T
1 0
1 7
1 8
81 92 0 9 1 1 1 2 3
P C 插 槽
Thank you very much!
本章到此结束
，
谢谢您的光临
！
退 出 返回本章首页
