"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。