单片机与数模转换接口技术——D/A转换器

"转换数据的传送-数模转换的基本知识" 在单片机系统中，数模转换（D/A转换）是将数字信号转化为模拟信号的关键环节。本知识点主要围绕数模转换器（D/A Converter）的基本概念、工作原理以及与微处理器的接口设计展开。 D/A转换器的主要组成部分包括输出形式、输入结构和技术指标。输出形式分为电压输出和电流输出，电流输出可以通过电流—电压转换电路转换为电压模拟量。输入结构分为两类：内部无锁存器的D/A转换器和内部有锁存器的D/A转换器。技术指标中的分辨率是指D/A转换器对输入量变化的敏感程度，通常与输入数字量的位数有关。例如，一个n位的D/A转换器分辨率是2-n。另一个重要参数是建立时间，它定义了从输入数字量到输出达到终值误差±（1/2）LSB所需的时间。 以DAC0832为例，这是一个常用的8位D/A转换器。它的逻辑结构包括输入数据线（DI7~DI0）、片选信号（CS）、数据锁存允许信号（ILE）、写信号（WR1和WR2）等。这些引脚控制着数据的输入、锁存和传输。其中，数据传送控制信号（XFER）和第二写信号（WR2）用于选择直通或锁存模式。此外，还有电流输出端（Iout1和Iout2）、反馈电阻端（Rfb）、基准电压（Vref）以及数字地（DGND）和模拟地（AGND）等。 在应用示例中，单缓冲方式接口常用于简单的控制任务，如产生锯齿波或电机驱动。在产生锯齿波的例子中，通过程序控制D/A转换器的输入数值，可以改变输出电压，从而形成不同频率和幅度的锯齿波。而在电机驱动中，通过改变D/A转换器的输出，可以调整电机的转速，实现脉宽调速。 双缓冲方式接口则适用于更复杂的系统，如X-Y绘图仪的控制。这种接口利用两个缓冲区，可以确保数据稳定传输，避免在转换过程中数据丢失或错误。在X-Y绘图仪的案例中，单片机会先将数据写入一个缓冲区，待转换完成后，再将数据写入另一个缓冲区，从而实现连续平滑的运动控制。 数模转换器在数字系统与模拟世界之间架起桥梁，其接口设计和应用方法直接影响到系统的精度和实时性。理解D/A转换器的工作原理和接口设计，对于开发涉及模拟信号处理的嵌入式系统至关重要。