单片机与数模转换接口技术解析

"该资源为2022年的PPT，主要讲解了单片机与模数及数模转换器的接口技术。内容包括数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）的基本概念、工作原理以及常见的转换电路类型，并介绍了D/A转换器的输出特性、转换误差和主要技术指标。" 在单片机系统中，模数转换（ADC）和数模转换（DAC）是至关重要的组成部分，它们用于实现在数字系统和模拟世界之间的信息交互。ADC将模拟信号转换为数字信号，而DAC则执行相反的操作，将数字信号转换为模拟信号。 数模转换器（DAC）的核心作用是将二进制数字量转换为对应的模拟电压或电流。它的工作原理基于权电阻网络，例如，一个n位的DAC会有2^n种不同的输出电压，每个二进制代码对应一个不同的电压级别。输出电压Vo与输入数字量D成正比，其中VR是参考电压，D由n个二进制位dn-1至d0组成。通过位权值计算，每个二进制码可以转换为相应的十进制数，但相邻代码间的转换输出并不连续，存在量化误差，即最小可分辨的电压变化量△V。 模数转换器（ADC）则负责将模拟电压或电流转化为数字量。基本类型包括直接A/D转换器和间接A/D转换器，其中间接A/D转换器会先将模拟信号转换为中间变量，如时间或频率，然后进一步转换为数字量。ADC的精度和速度是其关键性能指标，通常由分辨率和转换速率来衡量。 在典型的数字控制系统中，ADC和DAC的接口设计至关重要，它们确保了系统能够准确地处理模拟输入和输出。D/A转换器的输出电压Vo与输入数字量的每一位相关，当输入改变时，输出电压会根据位权值线性变化。DAC的主要技术指标之一是分辨率，它表示输入数字量最低有效位变化时，输出电压的变化比例，反映了转换的精细程度。 了解和掌握ADC和DAC的工作原理及其接口设计对于进行单片机系统开发和应用是必不可少的。在实际应用中，选择合适的转换器类型、精度和速度，以及优化接口设计，能够有效地提高系统的性能和稳定性。