实验七实验七 D/AD/A 、、 A/DA/D 转换器转换器

• 一、实验目的一、实验目的 1. 1. 了解了解 D/AD/A 和和 A/DA/D 转换器的基本结构和性能。转换器的基本结构和性能。 2. 2. 熟悉熟悉 D/AD/A 和和 A/DA/D 转换器的典型应用。转换器的典型应用。• 二、实验仪器及材料二、实验仪器及材料 1. 1. 实验仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验实验仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验

箱箱 2. 2. 器件器件 DAC0832 1DAC0832 1 片片 ADC0809 1ADC0809 1 片片 741 1741 1 片片A

• 三、实验原理三、实验原理 在数字电子技术很多应用场合往往需要把模拟量在数字电子技术很多应用场合往往需要把模拟量

转换成数字量，或把数字量转成模拟量，完成这一转换成数字量，或把数字量转成模拟量，完成这一转换功能的转换器有多种型号，使用者借助于手册转换功能的转换器有多种型号，使用者借助于手册提供的器件性能指标及典型应用电路，可正确使用提供的器件性能指标及典型应用电路，可正确使用这些器件。本实验采用大规模集成电路这些器件。本实验采用大规模集成电路 DAC0832DAC0832实 现实 现 D/AD/A （ 数（ 数 // 模 ） 转 换 ，模 ） 转 换 ， ADC0809ADC0809 实 现实 现 A/DA/D（模（模 // 数）转换。数）转换。

1. D/A1. D/A 转换器转换器 DAC0832DAC0832 DAC0832DAC0832 是采用是采用 CMOSCMOS 工艺制成的电流输出型工艺制成的电流输出型 88

位数位数 // 模转换器，引脚排列如图模转换器，引脚排列如图 4-364-36 所示，各引脚所示，各引脚含义为： 含义为：

～ ～ :: 数字信号输入端。 数字信号输入端。 — —MSBMSB ， —， — LSBLSB 。。 ILEILE :: 输入寄存器允许，高电平有效。输入寄存器允许，高电平有效。 CSCS : : 片选信号，低电平有效，与片选信号，低电平有效，与 ILEILE 信号合信号合

起来共同控制是否起作用。起来共同控制是否起作用。 :D/A:D/A 输出电流输出电流 11 ，当输入数字量全为，当输入数字量全为 11 时，时，

电流值最大。电流值最大。 :D/A:D/A 输出电流输出电流 22 。。 :: 反馈电阻。 反馈电阻。

0D 7D

7D 0D

1WR

1WR CSXFER

2WR2WR

1OUTI

2OUTI

fbR

:: 写信号写信号 11 ，低电平有效，用来将数据总数的数据输入锁存 ，低电平有效，用来将数据总数的数据输入锁存 于于 88 位输入寄存器中， 有效时，必须使 和位输入寄存器中， 有效时，必须使 和 ILEILE 同时有效。同时有效。 :: 传送控制信号，低电平有效，用 来控制是否起作用。传送控制信号，低电平有效，用 来控制是否起作用。 :: 写信号写信号 22 ，低电平有效，用来将锁存于，低电平有效，用来将锁存于 88 位输入寄存器中位输入寄存器中的 数字传送到的 数字传送到 88 位位 D/AD/A 寄存器锁存起来，此时寄存器锁存起来，此时 WFERWFER 应有效。应有效。

DAC832DAC832 为电流输出型芯片，可外接运算放大器，将电流为电流输出型芯片，可外接运算放大器，将电流输出转换成电压输出，电阻是集成在内的运算放大器的反馈输出转换成电压输出，电阻是集成在内的运算放大器的反馈电阻，并将其一端引出片外，为在片外连接运算放大器提供电阻，并将其一端引出片外，为在片外连接运算放大器提供方便。当的引出端（脚方便。当的引出端（脚 99 ）直接与运算放大器的输出端相连）直接与运算放大器的输出端相连接，如图接，如图 4-374-37 所示，而不另外串联电阻时，则输出电压如式所示，而不另外串联电阻时，则输出电压如式（（ 4.1.124.1.12 ）所示。）所示。

ii

n

inREF dV

V 22

1

00

（ 4.1.12 ）

: 基准电压，通过它将外加高精度的电压源接至 T 型电压网络，电压范围为（ -10 ～ +10 ） V ，也可以直接向其他 D/A 转换器的电压输出端。 : 电源，电压范围（ +5 ～ +15 ） V 。AGND : 模拟地。DGND : 数字地。

REFV

CCV

② ② A/DA/D 转换器转换器 ADC0809ADC0809 ADC0809ADC0809 是采用是采用 CMOSCMOS 工艺制成的工艺制成的 88 位逐次渐近型模位逐次渐近型模 // 数转数转

换器，引脚排列，如图换器，引脚排列，如图 4—384—38 所示。各引脚含义为： 所示。各引脚含义为：

～ :8 路模拟量输入端。 : 地址输入端。

～ : 数字信号输出端。 —MSB 、 — LSB 。

0IN 7IN

012 AAA 、、

7D 0D

7D 0D

ALEALE:: 地址锁存允许输入信号，应在此脚施加正脉冲，上升地址锁存允许输入信号，应在此脚施加正脉冲，上升沿有效，此时锁存地址码，从而选通相应的模拟信号通道，沿有效，此时锁存地址码，从而选通相应的模拟信号通道，以便进行以便进行 A/DA/D 转换。转换。

STARTSTART ：启动信号输入端，应在此脚施加正脉冲，当上升沿：启动信号输入端，应在此脚施加正脉冲，当上升沿到达时，内部逐次逼近寄存器到达时，内部逐次逼近寄存器 STARTSTART 复位，在下降沿到复位，在下降沿到达后，开始达后，开始 A/DA/D 转换过程。转换过程。

EOCEOC ：转换结束输出信号（转换结束标志），高电平有效，：转换结束输出信号（转换结束标志），高电平有效，转换在进行中转换在进行中 EOCEOC 为低电平，转换结束为低电平，转换结束 EOCEOC 自动变为高自动变为高电平，标志电平，标志 A/DA/D 转换已结束。 转换已结束。

OVTENOVTEN （（ OEOE ）：输入允许信号，高电平有效，即）：输入允许信号，高电平有效，即 OE=1OE=1 时，时，将输出寄存器中数据放到数据总线上。将输出寄存器中数据放到数据总线上。

CPCP ：时钟信号输入端，外接时钟脉冲，时钟频率一般为：时钟信号输入端，外接时钟脉冲，时钟频率一般为 64640 0 。。

REF(+)REF(+) 、、 REF(-)REF(-):: 基准电压的正极和负极。一般 （基准电压的正极和负极。一般 （ ++ ）接）接 ++5V5V 电源， （电源， （ -- ）接地。 ）接地。

ZKH

REFV

REFV

ADC0809ADC0809 通过引脚～输入通过引脚～输入 88 路单边模拟输入电压，路单边模拟输入电压， ALEALE将将 33 位地址线进行锁存，然后由译码电路选通位地址线进行锁存，然后由译码电路选通 88 路中某一路路中某一路进行进行 A/DA/D 转换，地址译码与输入选通关系如表转换，地址译码与输入选通关系如表 4—184—18 所示。所示。

2A 1A 0A

0IN

1IN

2IN

3IN

4IN

5IN

6IN

7IN

被选模拟通道 地址

00001111

00110011

01010001

表 4-18 ADC0809 地址译码与输入选通关系

• 四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤 1. 1. 用用 DAC0832DAC0832 及运算放大器及运算放大器 741741组成组成 D/AD/A 转换电路转换电路 按图按图 4-374-37 连接实验电路，输入数字量由逻辑开关提供，输出连接实验电路，输入数字量由逻辑开关提供，输出

模拟量用数字电压表测量。片选信号 模拟量用数字电压表测量。片选信号 ((脚脚 1)1)、写信号 、写信号 ((脚脚2)2)、写信号 、写信号 ((脚脚 18)18)、传送控制信号 、传送控制信号

（脚（脚 1717 ）接地；基准电压 （脚）接地；基准电压 （脚 88 ）及输入寄存器允许）及输入寄存器允许 ILEILE（脚（脚 1919 ）接）接 +5V+5V 电源； 电源； (( 脚脚 12)12) 接运放 接运放 741741 的反相输入的反相输入端端 22 及同相输入端及同相输入端 33 ； ； (( 脚脚 9)9) 通过电阻（或不通过）接运通过电阻（或不通过）接运算放大器输出端算放大器输出端 66 。。

a. a. 调零。 ～ 全置调零。 ～ 全置 00 ，调节电位器 使 ，调节电位器 使 741741 输出为零。输出为零。b. b. 出模拟电压处。出模拟电压处。

CS

1WR 2WR XEFR

REFV

2OUTI A

fbR

0D 7D PR A

2. A/D2. A/D 转换器转换器 按图按图 4-394-39 连接电路，输入模拟量接连接电路，输入模拟量接 00 ～～ +5V+5V 直流可调电源直流可调电源

（自己设计），输出数字量接（自己设计），输出数字量接 0—10—1 指示器。指示器。 将三位地址线（脚将三位地址线（脚 2323 、、 2424 、、 2525 ）同时接地，因而选通模拟）同时接地，因而选通模拟

输入 （脚输入 （脚 2323 ）通道进行）通道进行 A/DA/D 转换；时钟信号转换；时钟信号 CLOCKCLOCK （脚（脚1010 ）用）用 f=1kHzf=1kHz 连续脉冲源；启动信号连续脉冲源；启动信号 SRARTSRART （脚（脚 66 ）和）和地址锁存信号地址锁存信号 ALEALE （脚（脚 2222 ）相连于）相连于 PP 点，接单次脉冲；参点，接单次脉冲；参考电压 （考电压 （ ++ ）（脚）（脚 1212 ）接）接 +5V+5V 电源， （电源， （ -- ）（脚）（脚 1515 ）接）接地；输出允许信号地；输出允许信号 OEOE （脚（脚 99 ）固定接高电平。）固定接高电平。

0IN

REFVREFV

a.a.测试脚测试脚 66 （（ ALEALE ）、脚）、脚 2222 （（ STARTSTART ）、脚）、脚 77 （（ OEOE ）的功）的功能。能。

测试脚测试脚 66 、脚、脚 77 连接于连接于 PP 点，接单次脉冲源，调节输入模拟点，接单次脉冲源，调节输入模拟量为某值，按一下量为某值，按一下 PP端单脉冲源按钮，相应的输出数字量便端单脉冲源按钮，相应的输出数字量便由由 0—10—1 指示器显示出来，来完成一次指示器显示出来，来完成一次 A/DA/D 转换。转换。

断开断开 PP 点与单脉冲源间连线，将点与单脉冲源间连线，将 ALEALE 、、 STARTSTART 与与 EDCEDC 端连端连接在一起如图接在一起如图 4-394-39 中虚线所示，则电路处于自动状态，观中虚线所示，则电路处于自动状态，观察察 A/DA/D 转换器的工作情况。转换器的工作情况。

b.b.令电路片于自动转换状态。令电路片于自动转换状态。调节输入模拟量 ，记入表调节输入模拟量 ，记入表 4-194-19 在左方输入模拟电压处。 在左方输入模拟电压处。

iV

VV /0

VVi /

7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0D

表 4-19 用 DAC0832 及运算放大器组 成 D/A 转换电路功能测试表

A/D转换 D/A转换

输入数字量输出

模拟量

输入模拟量 输出数字量

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1

表 4-19 （续表）

• 五、实验报告五、实验报告 整理实验数据，分析实验结果。整理实验数据，分析实验结果。• 六、预习要求六、预习要求 复习复习 D/AD/A 、、 A/DA/D 转换器部分内容。转换器部分内容。