嵌入式DA與AD接口的實驗

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1、《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實例開發(fā)》（2011-2012學(xué)年第2學(xué)期）實驗報告實驗四D/A與A/D接口的試驗2.4D/A接口和A/D接口試驗一、實驗?zāi)康?.學(xué)習(xí)D/A轉(zhuǎn)換原理2.掌握MAX504D/A轉(zhuǎn)換芯片的使用方法3.掌握不帶有D/A/的CPU擴(kuò)展D/A功能的主要方法。4.熟悉ARM本身口帯的八路十位A/D控制器及相應(yīng)寄存器。5.編程實現(xiàn)ARM系統(tǒng)的A/D功能。6.掌握帶冇A/D的CPU編程實現(xiàn)A/D功能的主要方法。二、實驗內(nèi)容學(xué)習(xí)D/A接口原理，了解實現(xiàn)D/A系統(tǒng)對于系統(tǒng)的軟件和硬件要求。閱MAX504芯片

2、文檔，掌握其使用方法，編程實現(xiàn)正弦波信號的輸出，利用示波器實驗輸出。學(xué)習(xí)A/D接口原理，了解實現(xiàn)A/D系統(tǒng)對于系統(tǒng)的軟件和峽件要求。閱讀ARM芯片文檔，學(xué)握ARM的A/D相關(guān)寄存器的功能，熟悉ARM系統(tǒng)硬件的A/D相關(guān)接II。利用外部模擬信號編程實現(xiàn)ARM循壞采集全部前4路通道，并且在超級終端上顯示。三、預(yù)備知識1.用ARMSDT2.5或ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境,編寫和調(diào)試程序的基本過程。2.ARM應(yīng)用程序的框架結(jié)構(gòu)。3.能夠口己完成在LCD上顯不指定參量。4.用ARMSDT2.5或ADS1.2集成開發(fā)環(huán)

3、境,編寫和調(diào)試程序的基本過程。5.ARM應(yīng)用程序的框架結(jié)構(gòu)。四、實驗設(shè)備及工具硬件:ARM嵌入式開發(fā)平臺、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC機(jī)PentiumlOO以上、示波器。軟件：PC機(jī)操作系統(tǒng)win98>Win2000或WinXP、ARMSDT2.51或ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境、仿真器驅(qū)動程序、超級終端通訊程序。五、實驗原理及說明D/A轉(zhuǎn)換器DA轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部電路構(gòu)成無太大差異，-?般按輸岀是電流還是電壓、能否作乘法運(yùn)算等進(jìn)行分類。大多數(shù)DA轉(zhuǎn)換器由電阻陣列和n個電流開關(guān)（或電壓開關(guān)）構(gòu)成。按數(shù)

4、字輸入值切換開關(guān)，產(chǎn)生比例于輸入的電流（或電壓）。1）電壓輸出型（如TLC5620）電壓輸出型DA轉(zhuǎn)換器雖冇直接從電阻陣列輸出電壓的，但一般采用內(nèi)置輸出放大器以低阻抗輸出。直接輸出電壓的器件僅用于高阻抗負(fù)載，由于無輸出放大器部分的延遲，故常作為高速DA轉(zhuǎn)換器使用。2）電流輸出型（如THS5661A）電流輸出型DA轉(zhuǎn)換器很少宜接利用電流輸出，人多外接電流一電壓轉(zhuǎn)換電路得到電壓輸出，轉(zhuǎn)換有兩種方法：一是只在輸出引腳上接負(fù)載電阻而進(jìn)行電流一電壓轉(zhuǎn)換，二是外接運(yùn)算放大器。用負(fù)載電阻進(jìn)行電流一電壓轉(zhuǎn)換的方法，雖可在

5、電流輸出引腳上出現(xiàn)電壓，但必須在規(guī)定的輸出電壓范圍內(nèi)使用，而且山于輸出阻抗簡，所以一般外接運(yùn)算放大器使用。此外,人部分CMOSDA轉(zhuǎn)換器當(dāng)輸出電壓不為零時不能正確動作，所以必須外接運(yùn)算放人器。當(dāng)外接運(yùn)算放大器進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換時，則電路構(gòu)成基本上與內(nèi)置放大器的電壓輸出型相同，這吋由于在DA轉(zhuǎn)換器的電流建立吋間上加入了運(yùn)算放入器的延遲，使響應(yīng)變慢。此外,這種電路中運(yùn)算放大器因輸出引腳的內(nèi)部電容而容易起振，有時必須作相位補(bǔ)償。3）乘算型（如AD7533）DA轉(zhuǎn)換器屮有使用恒定基準(zhǔn)電壓的，也有在基準(zhǔn)電壓輸入上加交

6、流信號的，后者由于能得到數(shù)字輸入和基準(zhǔn)電壓輸入相乘的結(jié)果而輸出，因陽稱為乘算型DA轉(zhuǎn)換器。乘算型DA轉(zhuǎn)換器一般不僅可以進(jìn)行乘法運(yùn)算，而且可以作為使輸入信號數(shù)字化地衰減的衰減器及對輸入信號進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制器使用。4）一位DA轉(zhuǎn)換器一位DA轉(zhuǎn)換器與前述轉(zhuǎn)換方式全然不同，它將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為脈沖寬度調(diào)制或頻率調(diào)制的輸出，然后用數(shù)字濾波器作平均化1何得到一般的電壓輸出（又稱位流方式），用于音頻等場合。2.DA轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)：1）分辯率（Resolution）指最小模擬輸出量（對應(yīng)數(shù)字量僅最低位為T）與最大量（對應(yīng)

7、數(shù)字量所有有效位為T'）Z比。2）建立時間（SettingTime）是將一個數(shù)字最轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定模擬信號所需的時間，也可以認(rèn)為是轉(zhuǎn)換時間。DA屮常用建立時間來描述其速度，而不是AD屮常用的轉(zhuǎn)換速率。一般地,電流輸出DA建立時間較短，電壓輸出DA則較長。其他指標(biāo)還有線性度（Linearity）,轉(zhuǎn)換精度，溫度系數(shù)/漂移。3.本開發(fā)板上使川的MAX504是10位D/A轉(zhuǎn)換器，其特點(diǎn)如下：1）由單個5V電源供電；2）電壓輸岀緩沖；3）內(nèi)部2.048V參考電壓;4）INI=±2LSB（MAX）；5）電壓不隨溫度變化；

8、6）可變的輸出范圍：0V?VDD,VSS^VDD；7）上電復(fù)位；8）串行輸出。MAX504的管腳定義如表2-23所示。表2-23MAX504的管腳定義PIN名稱功能1BIPOIT雙級性偏移/增益寄存器2DIN串行數(shù)據(jù)輸入3CLR清零。異步使DAC寄存器所有位數(shù)設(shè)置為04SCLK串行時鐘輸入5CS片選，低電平有效6DOIT菊花鏈串行數(shù)據(jù)輸出7DGND數(shù)字地8AGND模擬地9REFIN參考輸入10REFOIT參考輸出，2.048V