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1、實驗三A/D與D/A接口實驗一、實驗目的與要求1.了解在linux環(huán)境下對S3C2410芯片的8通道10位A/D的操作與控制。2.學習D/A轉換原理3.掌握MAX504D/A轉換芯片的使用方法4.掌握不帶有D/A的CPU擴展D/A功能的主要方法5.了解D/A驅動程序加入內核的方法二、實驗設備硬件：UP-TECHS2410/P270DVP嵌入式實驗平臺、PC機Pentium500以上,硬盤10G以上。軟件：PC機操作系統(tǒng)REDHATLINUX9.0＋超級終端＋ARM-LINUX開發(fā)環(huán)境三、預習內容1.有C語言基礎。2.掌握在Lin
2、ux下常用編輯器的使用。3.掌握Makefile的編寫和使用。4.掌握Linux下的程序編譯與交叉編譯過程。四、實驗內容1.學習A/D接口原理，了解實現(xiàn)A/D系統(tǒng)對于系統(tǒng)的軟件和硬件要求。2.閱讀ARM芯片文檔，掌握ARM的A/D相關寄存器的功能，熟悉ARM系統(tǒng)硬件的A/D相關接口。3.利用外部模擬信號編程實現(xiàn)ARM循環(huán)采集全部前4路通道，并且在超級終端上顯示。4.學習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。5.閱讀MAX504芯片文檔，掌握其使用方法。五、實驗原理1、A/D轉換器A/D轉換器是模擬信號源和C
3、PU之間聯(lián)系的接口，它的任務是將連續(xù)變化的模擬信號轉換為數(shù)字信號，以便計算機和數(shù)字系統(tǒng)進行處理、存儲、控制和顯示。在工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集及許多其他領域中，A/D轉換是不可缺少的。A/D轉換器有以下類型：逐位比較型、積分型、計數(shù)型、并行比較型、電壓－頻率型，主要應根據(jù)使用場合的具體要求，按照轉換速度、精度、價格、功能以及接口條件等因素來決定選擇何種類型。常用的有以下兩種：（1）雙積分型的A/D轉換器雙積分式也稱二重積分式，其實質是測量和比較兩個積分的時間，一個是對模擬輸入電壓積分的時間T0，此時間往往是固定的；另一個是以充電后的電壓
4、為初值，對參考電源Vref反向積分，積分電容被放電至零所需的時間T1。模擬輸入電壓Vi與參考電壓VRef之比，等于上述兩個時間之比。由于VRef、T0固定，而放電時間T1可以測出，因而可計算出模擬輸入電壓的大小(VRef與Vi符號相反)。由于T0、VRef為已知的固定常數(shù)，因此反向積分時間T1與輸入模擬電壓Vi在T0時間內的平均值成正比。輸入電壓Vi愈高，VA愈大，T1就愈長。在T1開始時刻，控制邏輯同時打開計數(shù)器的控制門開始計數(shù)，直到積分器恢復到零電平時，計數(shù)停止。則計數(shù)器所計出的數(shù)字即正比于輸入電壓Vi在T0時間內的平均值，
5、于是完成了一次A/D轉換。由于雙積分型A/D轉換是測量輸入電壓Vi在T0時間內的平均值，所以對常態(tài)干擾(串摸干擾)有很強的抑制作用，尤其對正負波形對稱的干擾信號，抑制效果更好。雙積分型的A/D轉換器電路簡單，抗干擾能力強，精度高，這是突出的優(yōu)點。但轉換速度比較慢，常用的A/D轉換芯片的轉換時間為毫秒級。例如12位的積分型A/D芯片ADCETl2BC，其轉換時間為lms。因此適用于模擬信號變化緩慢，采樣速率要求較低，而對精度要求較高，或現(xiàn)場干擾較嚴重的場合。例如在數(shù)字電壓表中常被采用。（2）逐次逼近型的A/D轉換器逐次逼近型(也稱
6、逐位比較式)的A/D轉換器，應用比積分型更為廣泛，其原理框圖如圖2.4.1所示，主要由逐次逼近寄存器SAR、D/A轉換器、比較器以及時序和控制邏輯等部分組成。它的實質是逐次把設定的SAR寄存器中的數(shù)字量經(jīng)D/A轉換后得到電壓Vc與待轉換模擬電壓V。進行比較。比較時先從SAR的最高位開始，逐次確定各位的數(shù)碼應是“1”還是“0”，其工作過程如下：轉換前，先將SAR寄存器各位清零。轉換開始時，控制邏輯電路先設定SAR寄存器的最高位為“1”，其余位為“0”，此試探值經(jīng)D/A轉換成電壓Vc，然后將Vc與模擬輸入電壓Vx比較。如果Vx≥Vc
7、，說明SAR最高位的“1”應予保留；如果Vx8、的時間也越長。?逐次逼近式的A/D轉換器的主要特點是：轉換速度較快，在1—100/μs以內，分辨率可以達18位，特別適用于工業(yè)控制系統(tǒng)。轉換時間固定，不隨輸入信號的變化而變化。抗干擾能力相對積分型的差。例如，對模擬輸入信號采樣過程中，若在采樣時刻有一個干擾脈沖迭
