DA转换实验报告解读.docx
D/A转换实验报告摘要此次设计实验是以AT89C51、DAC0832、741为核心，并加以其他 辅助电路来实验D/A转换，其中主要是利用单片机来控制从数字量到模 拟量的整个转换。先是从键盘输入数字量到单片机，再从单片机输出到 DAC0832，经D/A转换后输出与该数字量大小对应的模拟电压，并用 LED数码管显示出来输入的数字量值。目录1方案设计及论证 21.1理论分析21.2单片机选择21.3键盘设计21.4 D/A 转换选择 32. 硬件设计32.1单片机模块32.2 D/A转换模块 43. 软件设计64. 仿真验证及调试64.1调试方法64.2性能测试仪器74.3实验数据74.4误差分析85. 设计总结及体会8附录（一）：实物图 9附录（二）软件程序 91.方案设计及论证1.1理论分析根据本次设计任务的要求，由单片机模块、D/A转换模块、反相比例加 法运算电路构成。系统框图如下：图1系统框图1.2单片机选择方案一：选用AT89C51方案二：选用AT89C52论证：1)AT89C52的程序空间为8K比AT89C5啲空间大2)AT89C52多了个T2定时器，所以比89C51多几个寄存器 因此选用AT89C52.1.3键盘设计方案一：米用独立式键盘方案二：采用矩阵式键盘 论证：由于独立式键盘占用较多的I/O线，因此选用4M矩阵式键盘输 入，以保证10个数全部完整输入，节省I/O端口资源。1.4 D/A转换选择此次设计选用DAC0832它是由一个八位输入锁存器、一个8位D/A 锁存器和一个8位D/A转换器三个部分组成。D/A转换器将输入的数字 量转换为模拟量输出，数字量是由若干数位构成的，就是把每一位上的 代码按照权值转换为对应的模拟量，再把各位所对应的模拟量相加，所 得到各位模拟量的和便是数字量所对应的模拟量。2硬件设计2.1单片机模块89C51单片机本身的电源电压是5v，有两种低功耗方式：待机方式 和掉电方式。在掉电状态下，其耗电电流为3mA在掉电方式下提供约50mA的电流。80C51单片机是8位单片机，速度较慢，且不能在线编程。 在单片机的外部加一个振荡电路，这个电路有晶振和两个电容组成，晶 振两端分别接到两个电容的一端，两个电容的另一端都要接地。这两个 电容串联的容量就是就等于负载电容，这两个电容选用33PF的。在P0端口接一个上拉电阻，增加高电平驱动能力。P0 口输出七段码，P2.0、P2.1、P2.2、P2.3 口输出位选码。 mSXT*iUwrF33>TT F3 WTO rasfTii zjartKTi »3.TflTF口. 1二 n.Hh.4.¥ UUUPJQ 说Mrra 0000000-0VREF0"PD 口图2单片机及外部电路2.2 D/A转换模块本次设计的D/A转换电路倒T电阻网络，当数字量从单片机输出到 转换器后，经过基准电压 VRef激励内部的倒T形电阻网络，其输出是模 拟电流，为了将电流转换成电压信号，外接运算放大器，反馈电阻为片 内电阻。图3功能框图=0般oDQO/A1 11 13Li M ">1一级运放得到单极性输出电压，二级运放构成反相比例加法运算电DoILDD203DID5D6D7图4 T形电阻网络D/A转换器I=VrifR*17 W 16=1/2“ I5=E2 14=1/213 = 1/2' U=V2 n=P27, IO=V2S；¥当输入数据D7-D0为1111 HUB时，有：”*Ibi=n+16+I5+I4+B+D+n+ro= (IZ28) x (2?+2点+卫+"+，+/+划+ 2。IO2=0'仪若 Re=R 贝h *Vo=-IoiXRfb = -l01XR=-(Vref/R ) /23) X (27+2s+23+2*+23+22 + 2l+j°) XR.=-(Vref胪)X e+2+2坤”+沪+“+卫+戒八于是输出电压的大小与数字量具有对应的关糸。由上式可见，输出的模拟量与输入的数字量（%肝以+久卩） 成正比，这就实现了从数字量到模拟量的转换。3. 软件设计系统软件流程图如下图，其中主要包含这三部分，即键盘输入、数码 管显示、DA转换、。开始图5流程图键盘输入：通过行、列确定一个数。数码管显示：通过P0和P2端口分别进行位选和段选4. 仿真验证及调试4.1调试方法步骤：1）键盘键入数字量；2）键入不同值，按12键转换以后读出电压表表上的数值。OODOnri：91 = xd EHvrip£图6初始值图7中间显示值4.2性能测试仪器直流电源数字万用表4.3实验数据表1数据表12345678910数码 管显 示0.000.501.001.552.003.003.504.004.505.00实测0.000.490.991.541.983.023.524.024.510.00电压 表显 示0.000.491.001.541.992.983.493.984.430.004.4误差分析在实际测量测量时有误差存在，误差允许的范围是 -0.02V+0.02V。 造成误差的原因有以下几点：1） D/A转换器中元器件参数误差；2）基 准电压不稳定；3）运算放大器的零点漂移。5. 设计总结及体会在收到任务时，根据要求从总体到部分来分析，最后到具体的器材 使用，而且对每个组员合理分配任务。在设计时，对每个模块设计多方 案，从中择优选用。硬件部分要注意所加电压不能过大，否则会烧毁集 成块。实际电路焊接时，线路要尽量短、直，便于以后检查。对于每一 点要焊实，不能出现虚焊、短路。软件设计要模块化，语言要尽量简洁 程序应采用模块化结构，程序代码简洁，编写程序需要不断的修改、整 理、优化，以使程序具有较少的代码量，较高工作效率。这设计让我们 学到了很多知识，了解和掌握许多芯片的作用和功能。通过小组成员的 共同努力实验终于出来了，非常有成就感。也要感谢老师的悉心指导。附录（一）：实物图附录（二）软件程序#in elude <reg51.h>#in elude vintrin s.h>#defi ne uint un sig ned int#defi ne uehar un sig ned char sbit w_select 仁 P2A0;sbit w_select2=P2M;sbit w_select3=P2A2;sbit w_select4=P2A3;sbit cs_ 仁 P2A7;un sig ned long int a=0;uchar code table10 = OxCO, 0xf9, 0xa4, OxbO, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90;/uchar code table10 = 0x3f,0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f,/* 名称：Delay_1ms()*功能：延时子程序，延时时间为1ms * x*输入:x (延时一毫秒的个数)*输出：无*/0x6f;void Delay_1ms(ui nt x)uint i;uchar j;for(i = 0; i < x; i+) for(j = 0; j <= 148; j+);/* 名称：Keyscan()*功能：P1外接4X 4按键，按照扫描法读出键值*输出： 按键值015/如无键按下，返回16*uchar Keysca n( void)uchar i, j, temp, Buffer4 = 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f;for(j = 0; j < 4; j+) / P1 = Bufferj; / temp = 0x01;/for(i = 0; i < 4; i+) / if(!(P1 & temp)/return (i + j * 4); / temp <<= 1;/循环四次在P1高四位分别输出一个低电平 计划先判断P1.0位循环四次从P1低四位，截取1位返回取得的按键值判断的位，左移一位return 16; /呵呵，实质性的语句不过8行，就是这么简练!void Display1(l ong a)/w_select1=0;w_select2=0;w_select3=0;w_select4=0;cs_仁1;P0 = tablea/1000&0x7f;显示输入键值对应的十进制数w_select4=1;Delay_1ms(10);w_select4=0;P0 = table(a/100)%10;w_select3=1;Delay_1ms(10);w_select3=0;P0 = table(a/10)%10;w_select2=1;Delay_1ms(10);w_select2=0;P0 = tablea%10;w_select1=1;Delay_1ms(10);/* 名称：Display(uchar k)*功能：将参数分成十位、个位分别显示*输入：k (键盘数值)*输出：P0 口输出七段码，P2 口输出位选码void Display2(uchar h)P2 = 0;/?P0 = tableh / 10;P2 = 0x02; Delay_1ms(5); ？5ms?P2 = 0;/?P0 = tableh % 10;P2 = 0x01; Delay_1ms(5); ？5ms?r/* 名称：Main()*功能：主函数* void Main (void)两次读出的键值uchar Key_Value = 16, Key_Temp1, Key_Temp2; / long Temp6,Temp7,Temp8,Temp9,Temp4=0,Temp5; int k,j=0, i=0,co unt;uchar A4;cs_仁1;P3=0x00;Temp4=P3;P0=0xff;while(1) / 以下读入按键、消抖、等待按键释放P1 = 0xff;Key_Temp1 = Keysca n();/if(Key_Temp1 != 16) /如果有键按下Delay_1ms(5); / /Display(Key_Value); / Key_Temp2 = Keysca n();/if (Key_Temp1 = Key_Temp2)/必须是两次相等Key_Value = Key_Temp1; / while(Keysca n( )<16) Display2(Key_Value);if(Key_Value<10)&&(i<5)/ Ai=Key_Value;i+;先读入按键延时一下可用显示代替延时再读一次按键才保存下来，这就是消除抖动对按键次数进行计数coun t=i;if(i=4)i=0;switch(co unt)/把连续按键值转换成对应的十进制数case 1:Temp5=A0;Display1(Temp5); Delay_1ms(5); break;case 2:Temp5=A0*10+A1;Display1(Temp5);Delay_1ms(5); break;case 3 :Temp5=A0*100+A1*10+A2;Display1(Temp5);Delay_1ms(5); break;case 4:Temp5=A0*1000+A1*100+A2*10+A3; Display1(Temp5);Delay_1ms(5); if(Temp5>=5001) Temp5=0;break;if(Key_Value=13) / 键值步进加 20 if(j=1)Temp6=Temp7;elseTemp6=Temp5;Temp6=Temp6+20;Temp7=Temp6;Display1(Temp7);Delay_1ms(5);k=j=1;if(Key_Value=14) / 键值步进减 20 switch(j)case 0:Temp8=Temp5;break;case 1:Temp8=Temp7;break;case 2:Temp8=Temp9;break;Temp8=Temp8-20;Temp9=Temp8;Display1(Temp9);Delay_1ms(5);k=j=2;if(Key_Value=12) /DA转换控制键switch(k)case 0:Temp4=Temp5*0.0512;break;case 1:Temp4=Temp7*0.0512;Temp5=Temp7;break;case 2:Temp4=Temp9*0.0512;Temp5=Temp9;break;k=0;cs_仁0;P3=Temp4;if(Key_Value=13) Display1(Temp7);Display1(Temp9);else if(Key_Value=14) else Display1(Temp5);
