北交大2014数电实验报告(3)

2019-05-17 11:19

图3-6 ADC0809管脚图

多路开关可选通8个模拟通道, 地址线为通道端口选择线,A为低地址,C为高地址,引脚图中为ADDA,ADDB和ADDCSTART是转换启动信号。START上升沿时,复位ADC0809;START下降沿时启动芯片,开始进行A/D转换;在A/D转换期间,START应保持 低电平。ALE信号与START信号接在一起了,这样连接使得在信号的前沿写入(锁存)通道地址,紧接着在其后沿就启动转换。Vref参考电压用来与输入的模拟信号进行比较,作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V)

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图3-7 ADC0809管脚连接示意图

(3)比较器电路

两个8位数的比较是从A的最高位A7和B的最高位B7进行比较,如果它们不相等,则该位的比较结果可以作为两数的比较结果。若最高位A7=B7,则再比较次高位A6和B6,余类推。显然,如果两数相等,那么,比较步骤必须进行到最低位才能得到结果。

本方案需要比较8位二进制数的大小。我们采用两个74ls85级联组成。

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图3-8 ADC0809管脚连接示意图

(4)锁存器电路

锁存器部分里有两个锁存器,共同构成了二级锁存。目的是避免信号直接输入到DAC芯片中。一级锁存和二级锁存的使能端由比较器和时序电路共同控制。比较器控制一级锁存以保证捕获的数字量为当前数字量中最大值。只有当一级锁存输入端为当前最大值是,才是数据通过。二级锁存与一级锁存永远不同时开放,这是由时序电路控制的,以保证数据输出的同时和稳定。

(5)D/A转化与除法电路

DAC0830/0831/0832是8位分辩率的D/A转换集成芯片,与微处理器完全兼容。 这个系列的芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到了广泛的应用 这类D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、八位D/A转换电路及转换控制电路构成 。

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图3-9 DAC0832管脚连接示意图

所示电路中的ILE接高电平、其余控制端CS、WRI、WRJ、XFER均接低电平,使两个锁存器处于常导通状态,输入的数据直接经过寄存器、D/A转换电路进行数/模转换,输出跟随数字输入变化而变化,所以电路处于透明工作方式。

当参考电压UREF为正时,电流由UREF经支路电阻流入IOUT1或IOUT2。当参考电压UREF为负时,则电流由IOUT1或IOUT2经支路电阻流入UREF,从而在IOUT2接地情况下,输出电压:

?UREF212uo?iout1R?

?D2ii?011i (式5-1)

当参考电压UREF为正时,uo为负。当参考电压UREF为负时,uo为正。参考电压UREF既然可负可正,那么UREF端可以加一个交流电压ui,从而

?ui212uo??D?2ii?011i (式5-2)

简写为:

uo?KuiD (式5-3)

这里,K是系数,D是输入数字量。上式表明,uO正比于ui与D的乘积。因此,图2所示DAC电路称为乘法DAC,简写为MDAC。

如果将反馈电阻输出端加上交流输入信号ui, IOUT2接地并接到运算放大器的同相输

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入端, IOUT1接到运算放大器的反相输入端, 参考电压UREF同时接到运算放大器的输出端, 则把倒T电阻网络构成了运算放大器的反馈元件,用倒T电阻网络和运算放大器实现了模拟信号被数字D相除的除法器。即

uo?Kui/D(6)运算放大器

运算放大器我们使用通用运放LM324。电压跟随器驱动负载的能力很强,所以在本电路中,iout1端口电流经过一级运算放大器转换为电压后,再连接一级运算放大器。电压跟随器同相输入端接上一级的输出端,反相输入端连接本级运放的输出端。这样可以提高驱动负载的能力。

图3-10 运算放大器连接示意图

三 制作及调试过程

【基础部分】

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