单片机原理与应用：9章模数转换器与数模转换器解析

"本资源是关于单片机原理及应用的课件，主要讲解了第9章的内容，涉及并行接口I/O扩展器件8255A、模数转换器（A/D）和数模转换器（D/A）的转换器，特别是介绍了MAX114与51单片机的接口电路设计以及DAC0832的相关知识。" 在单片机应用中，模数转换器（A/D）和数模转换器（D/A）起着至关重要的作用。模数转换器用于将连续变化的模拟信号转化为数字信号，以便单片机能够处理。这一过程对于各种传感器数据的采集至关重要，因为传感器通常输出的是模拟信号，例如温度、压力、流量等变送器。在图9-8所示的智能4~20mA变送器中，内部集成的A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，而D/A转换器则将数字信号转换回模拟电压，最终以电流形式输出，覆盖4~20mA的范围。 A/D转换的基本思路可以通过日常生活中的一些例子来理解。比如在测量长度、质量、温度或时间时，无论是模拟仪表还是数字化仪器，都会进行量化。模拟仪表通过分度进行量化，而数字化仪器则是通过A/D转换器来实现。这种转换过程中的最小可识别单位被称为分辨率，它决定了测量的精度。例如，一把最小分度值为1mm的尺子无法测量小于1mm的长度，同样，A/D转换器的分辨率也限制了其对模拟信号的最小识别能力。 在单片机系统中，A/D转换后的值是被测物理量与测量仪器分辨率相对比的结果。因此，高分辨率的A/D转换器可以提供更精确的测量结果。在实际应用中，A/D转换器的性能直接影响到系统的测量精度和稳定性。此外，数据处理过程通常紧接着A/D转换，通过对转换后的数据进行计算和分析，进一步提升系统功能和应用范围。 本课件还提到了8255A并行接口I/O扩展器件，这是一个常见的微处理器接口芯片，用于扩展单片机的输入输出端口，增强其与外部设备的通信能力。同时，MAX114是单片机与模拟电路接口设计中常用的一款高速、低功耗的模拟开关，而DAC0832则是一款8位电流输出的D/A转换器，广泛应用于模拟信号的生成和控制系统中。 单片机原理及应用中，模数转换器和数模转换器是连接模拟世界和数字世界的桥梁，它们在数据采集、信号处理和控制决策中扮演着关键角色。理解A/D和D/A转换器的工作原理和应用，对于设计和优化嵌入式系统至关重要。