基于ATmega128的DA.docx

1、 基于 ATmega128的 DA（ DAC0832）设计 院 系 ： 武汉理工大学华夏学院 信息工程系 指导老师： 钟学斌 专业班级 ： 自动化 1111 学生姓名： 周攀 二 0 一三年 七月二十五日 目 录 1、设计任务 4 2、芯片简介 4 2.1 特点 4 2.2 引脚说明 4 2.3 工作原理 5 2.4 DAC0832 的 三种工作方式 6 3、系统方案设计 7 3.1 数字信号产生模块的论证与选择 7 3.2 DA 转换模块的论证与选择 8 3.3 信号处理 模块的论证与选择 8 3.4 软件程序的分析与实现 8 4、电路设计 11 4.1 系统总体框图 11 4.2 DA 转

2、换电路原理图 12 4.3 信号处电路原理图 13 4.4 电源 13 5、测试方案与测试结果 13 5.1 测试方案 13 5.2 测试条件与仪器 14 5.3 测试结果与分析 14 附录 1 参考文献 16 附录 2 系统原理图 16 1、 设计任务 设计制作一个 DA 转换电路，要求使用 ATmega128 输出数字信号。 DA 转换芯片要求使用 DAC0832。 2、芯片简介 2.1 特点 分辨率为 8 位； 电流 稳定时间 1us； 可单缓冲、双缓冲或直接数字输入； 只需在满量程下调整其 线性度 ； 单一电源供电（ +5V +15V）； 低功耗， 20mW。 2.2 引脚说明 D0

3、D7： 8 位数据输入线， TTL 电平，有效时间应大于 90ns(否则锁存器的数据会出错 )； ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效； CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效； WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于 500ns）有效。由 ILE、 CS、 WR1 的逻辑组合产生 LE1，当 LE1 为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换， LE1 的负跳变时将输入数据锁存； XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于 500ns）有效； WR2： DAC 寄存器选通输入线，负 脉冲（脉宽应大于 500ns）有效。由 WR2、 XF

4、ER 的逻辑组合产生 LE2，当 LE2 为高电平时， DAC 寄存器的输出随寄存器的输入而变化， LE2 的负跳变时将数据锁存器的内容打入 DAC 寄存器并开始 D/A 转换。 IOUT1：电流输出端 1，其值随 DAC 寄存器的内容线性变化； IOUT2：电流输出端 2，其值与 IOUT1 值之和为一常数； Rfb：反馈信号输入线，改变 Rfb 端外接 电阻 值可调整转换满 量程 精度； Vcc：电源输入端， Vcc 的范围为 +5V +15V； VREF：输入线， VREF 的范围为 -10V +10V； AGND：模拟信号地； DGND：数字信号地。 2.3 工作原理 DAC0832

5、是常用的 8 位电流输出型并行低速数模转换芯片，当需要转换为电压输出时，可外接运算放大器， 运放的反馈电阻可通过 RFB 端引用片内固有电阻 （图 3中的 Rfb） ，也可外接。 内部集成 两级输入寄存器 ，使得数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式， 以便适于各种电路的需要 (如要求多路 D/A 异步输入、同步转换等 )。如图 3 所示， DAC0832 由 T 型 R-2R 电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压 VREF 四大部分组成。 2.4 DAC0832 的三种工作方式： DAC0832 进行 D/A 转换，可以采用两种方法对数据进行锁存。（注意 LE1， LE2 低电平有效，即

6、当它们为低电平时，输入锁存器和 DAC 寄存器工作在直通状态） 第一种方法：输入锁存器工作在锁存状态，而 DAC 寄存器工作在直通状态。具体地说，就是使 WR2 和 XFER 都为低电平，从而 DAC 寄存器的锁存选通端 LE2 为低电平而直通；同时，使输入锁存器的控制信号 ILE处于高电平、 CS处于低电平，这样，当 WR1 端来一个负脉冲时，就可以完成 1 次转换。 第二种方法：输入锁存器工作在直通 状态，而 DAC 寄存器工作在锁存状态。就是使 WR1 和 CS 为低电平， ILE 为高电平，这样，输入锁存器的锁存选通端 LE1 为低电平而直通；当 WR2和 XFER 端输入 1 个负脉

7、冲时，使得 DAC 寄存器工作在锁存状态，提供锁存数据进行转换。 根据上述对 DAC0832的输入锁存器和 DAC寄存器不同的控制方法， DAC0832 有如下 3 种工作方式： (1)单缓冲方式 ： 单 缓冲方式是控制输入锁存器和 DAC 寄存器同时接收资料，或者只用输入锁存器而把 DAC 寄存器接成直通方式。此方式适用只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形。 双缓冲方式 ： 双缓冲方式是先使输入寄存器接收资料，再控制输入寄存器的输出资料到 DAC 寄存器，即分两次锁存输入资料。此方式适用于多个 D/A 转换同步输出的情节。 直通方式： 直通方式是资料不经两级锁存器锁存，即 WR1、C

8、S、 WR2、 XFER均接地， ILE 接高电平。数字量一旦输入，就直接进入 DAC 寄存器，进行 D/A 转换。此方式适用于连续反馈控制线路，不过在使用时，必须通过另加 I/O 接口与 CPU 连接，以匹配 CPU 与 D/A 转换。 3、 系统方案设计 ATmega128 只能输出单极性信号，导致 DAC0832 输出的是单极性信号，在 DAC0832 信号输出处还需要加一个信号处理电路。电路由数字信号产生电路，数模转换电路，输出信号处理电路组成。 3.1 数字信号产生 模块的论证与选择 数字信号由 ATmega128 单片机输出， 单片机产生的数字信号的频率和占空比可调，满足产生不同模

9、拟信号的要求。 3.2 DA 转换模块的论证与选择 采用 DAC0832 的直通模式，因为该数模转换电路不涉及多个微型控制器同时使用同一 DAC0832， 所以采用直通模式既能达到要求，操作也简单。 3.3 信号处理模块的论证与选择 信号处理模块有两级运放加抬高电路组成，在一二级运放中加入抬高电路，可实现由单极性信号转换成双极性信号。 3.4 软件程序 /*0832.c */ #include #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int 814321NE5532AJG+10814321NE553

10、2AJG10K20K 20K-10V10V-10V信号输出信号输入VREF#define COM_DAC0832_DDR DDRF #define COM_DAC0832_PORT PORTF #define DATA_DAC0832_DDR DDRE #define DATA_DAC0832_PORT PORTE #define COM_DAC0832_CS 0 #define COM_DAC0832_ILE 1 #define COM_DAC0832_WR1 2 #define COM_DAC0832_XFER 3 #define COM_DAC0832_WR2 4 #define CS_

11、L COM_DAC0832_PORT COM_DAC0832_DDR|=BIT(COM_DAC0832_XFER); COM_DAC0832_DDR|=BIT(COM_DAC0832_ILE); COM_DAC0832_DDR|=BIT(COM_DAC0832_WR1); COM_DAC0832_DDR|=BIT(COM_DAC0832_WR2); DATA_DAC0832_DDR=0xff; CS_L; XFER_L; ILE_H; WR1_L; WR2_L; void sanjiaobo() uchar i; for(i=0;i0;i-) DATA_DAC0832_PORT=i; delay_ms(1); void sinbo() float i; for(i=0;i #include