AVR单片机学习：SPI通信与D/A转换解析

"叶大鹏老师的AVR单片机教学PPT，主要讲解了第八讲的ADDA和DA转换相关知识，包括SPI通信和D/A转换器的基本原理与关键指标。" 在这一讲中，首先介绍了SPI（Serial Peripheral Interface）通信。SPI是一种同步串行通信协议，通常用于微控制器与外围设备之间的数据传输。叶大鹏老师提到了硬件SPI接口与通过I/O口模拟SPI的区别。硬件SPI在速度和实时性上都有显著优势，它可以设置中断，而模拟SPI则需要逐位发送数据并进行查询。硬件连接方面，SPI通常需要MISO、MOSI、SCK和SS（Slave Select）四条线来实现主从设备间的通信。 接着，课程涉及了AVR微控制器的SPI寄存器，包括控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器，这些都是进行SPI通信时需要配置和操作的核心部件。通过对这些寄存器的设置，可以调整SPI的工作模式和波特率。 进入D/A转换部分，叶大鹏老师讲解了D/A转换器的基本原理和分类。以T型电阻网络D/A转换器为例，它的工作机制是通过数字量来决定输出电压的大小。D/A转换器的关键性能指标包括： 1. 分辨率：分辨率决定了输入数字量最小变化时，输出模拟量的变化量。例如，8位DAC的分辨率是5V/256=19.5mV，12位DAC则是5V/4096=1.22mV。 2. 线性度：线性度衡量实际转换曲线与理想直线的偏离程度，通常以满量程的百分比表示。 3. 绝对精度：绝对精度是指最大误差，它包括增益误差、零点误差、非线性误差和噪声等。在任何输入下，实际输出与理论值的最大偏差不应超过1个LSB。 4. 相对精度：与绝对精度类似，但以满刻度的百分比表示。 5. 建立时间：建立时间定义为D/A转换器从输入变化到输出达到规定精度所需的时间，不同类型的D/A转换器（如电流输出型和电压输出型）有不同的建立时间范围。 这堂课深入浅出地讲解了AVR单片机中的SPI通信以及D/A转换器的相关知识，对于理解单片机与外设交互，特别是模拟信号的产生有着重要的指导作用。通过学习，学生可以更好地掌握单片机在数字和模拟世界之间的桥梁——SPI通信和D/A转换技术。