微机系统中的数模模数转换原理及接口

"数模及模数转换器接口PPT资料.ppt" 本文将详细探讨数模转换器（Digital-to-Analog Converter, DAC）和模数转换器（Analog-to-Digital Converter, ADC）的工作原理及其在微机系统中的应用。在微机过程控制和数据采集系统中，数模转换器和模数转换器起着至关重要的作用，它们是连接物理世界（模拟信号）和数字世界的关键桥梁。 数模转换器（DAC）的主要任务是将数字信号转化为模拟信号。例如，在温度监控系统中，传感器可能会检测到连续变化的温度，并将其转化为电压信号。微机通过ADC将这个模拟电压信号转换为数字形式，便于处理和存储。然后，微机会根据处理结果，通过DAC将数字信号转换回模拟电压，控制执行机构（如加热器或冷却器）来调整温度。 7.1.1章节中介绍了基于T形解码网络的D/A转换原理。当数字输入Di为1时，对应的开关Si连接到运放的反相输入端，而Di为0时，Si接地。通过这种方式，不同的数字输入组合可以改变通过倒T形电阻网络的电流，从而输出与输入数字成比例的模拟电压。例如，D3、D2、D1和D0分别代表四位二进制输入，每个位对应一个电流源I3、I2、I1和I0。最终输出电压uo等于这些电流的加权和，即uo = D3 * I3 + D2 * I2 + D1 * I1 + D0 * I0。 模数转换器（ADC）则相反，它将模拟信号转化为数字信号。在7.1.1部分提到的双积分型ADC原理中，ADC0808/0809是一个常见的例子。该器件有8位数字输出D0~D7，且通常不直接与数据总线如P0口相连，以避免数据线上的噪声干扰。在转换过程中，模拟输入电压首先被积分，然后在反向积分阶段，通过比较器与基准电压进行比较，直到达到零点，此时的计数器值即为输出的数字量。 在实际应用中，如3D/A转换器接口技术举例，我们可以通过计算将数字值转化为对应的模拟电压。例如，若VO1为5V，且我们希望输出电压VO2为+5V，可以将D3、D2、D1和D0设置为特定的二进制值，使得输出电流的加权和等于所需电压。 数模转换器和模数转换器是现代电子系统中的核心组件，它们允许微机系统与模拟环境进行交互。了解其工作原理和接口技术对于设计和优化数据采集和控制系统的性能至关重要。在实际工程中，选择合适的ADC和DAC型号，考虑转换速度、精度、功耗等因素，以及适当的接口电路设计，都是确保系统稳定高效运行的关键。