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ARM 的 D/A 接口实验

ARM 的 D/A 接口实验. 电信学院 嵌入式技术与应用专业. 提纲. 1 实验目的. 2 实验内容. 3 预备知识. 4 实验设备. 5 基础知识. 6 实验步骤. 一、实验目的. 1 ．学习 D/A 转换原理 2 ．掌握 MAX504D/A 转换芯片的使用方法 3 ．掌握不带有 D/A/ 的 CPU 扩展 D/A 功能的主要方法。. 二、实验内容. 学习 D/A 接口原理，了解实现 D/A 系统对于系统的软件和硬件要求。阅 MAX504 芯片文档，掌握其使用方法，编程实现正弦波信号的输出，利用示波器观测 DA1 口的实验输出。.

kishi
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ARM 的 D/A 接口实验

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Presentation Transcript

  1. ARM的D/A接口实验 电信学院 嵌入式技术与应用专业

  2. 提纲 1 实验目的 2 实验内容 3 预备知识 4 实验设备 5 基础知识 6 实验步骤

  3. 一、实验目的 • 1．学习D/A转换原理 • 2．掌握MAX504D/A转换芯片的使用方法 • 3．掌握不带有D/A/的CPU扩展D/A功能的主要方法。

  4. 二、实验内容 • 学习D/A接口原理，了解实现D/A系统对于系统的软件和硬件要求。阅MAX504芯片文档，掌握其使用方法，编程实现正弦波信号的输出，利用示波器观测DA1口的实验输出。

  5. 三、预备知识 • 1、用ARM ADS1.2集成开发环境，编写和调试程序的基本过程。 • 2、ARM应用程序的框架结构。

  6. 四、实验设备及工具 • 硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM920T的JTAG仿真器、PC机Pentium100以上、示波器。 • 软件：PC机操作系统Win2000或WinXP、ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序

  7. 五、实验原理 • 1．D/A转换器 DA转换器的内部电路构成无太大差异，一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。大多数DA转换器由电阻阵列和n个电流开关(或电压开关)构成。按数字输入值切换开关，产生比例于输入的电流(或电压)。 • 1）电压输出型（如TLC5620） 电压输出型DA转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的，但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载，由于无输出放大器部分的延迟，故常作为高速DA转换器使用。

  8. 五、实验原理 • 2）电流输出型(如THS5661A) 电流输出型DA转换器很少直接利用电流输出，大多外接电流—电压转换电路得到电压输出，转换有两种方法：一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流—电压转换，二是外接运算放大器。用负载电阻进行电流—电压转换的方法，虽可在电流输出引脚上出现电压，但必须在规定的输出电压范围内使用，而且由于输出阻抗高，所以一般外接运算放大器使用。此外，大部分CMOS DA转换器当输出电压不为零时不能正确动作，所以必须外接运算放大器。当外接运算放大器进行电流电压转换时，则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型相同，这时由于在DA转换器的电流建立时间上加入了运算放入器的延迟，使响应变慢。此外，这种电路中运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振，有时必须作相位补偿。

  9. 五、实验原理 • 3）乘算型（如AD7533） DA转换器中有使用恒定基准电压的，也有在基准电压输入上加交流信号的，后者由于能得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出，因而称为乘算型DA转换器。乘算型DA转换器一般不仅可以进行乘法运算，而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进行调制的调制器使用。 • 4）一位DA转换器  一位DA转换器与前述转换方式全然不同，它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出，然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出(又称位流方式)，用于音频等场合。

  10. 五、实验原理 • 2．DA转换器的主要技术指标： • 1）分辩率(Resolution) 指最小模拟输出量（对应数字量仅最低位为‘1’）与最大量（对应数字量所有有效位为‘1’）之比。 • 2）建立时间(Setting Time) 是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间，也可以认为是转换时间。DA中常用建立时间来描述其速度，而不是AD中常用的转换速率。一般地，电流输出DA建立时间较短，电压输出DA则较长。 • 其他指标还有线性度(Linearity)，转换精度，温度系数/漂移。

  11. 五、实验原理 • 3．本开发板上使用的MAX504是10位D/A转换器，其特点如下： • （1）由单个5V电源供电 • （2）电压输出缓冲 • （3）内部2.048V参考电压 • （4）INL=LSB（MAX） • （5）电压不随温度变化 • （6）可变的输出范围：0V~VDD，VSS~VDD • （7）上电复位 • （8）串行输出

  12. 原理图

  13. 五、实验原理 • 图中是两路DA输出，RFB连接VOUT、BIPOFF连接AGND，使得输出电压范围为0~2VREFIN，即0~4.069V。时钟和输入信号分别与SPI接口的时钟、发送端相连。可以通过SPISend函数（spi.c）MAX504发送数据。发送数据时要注意，MAX504可接受12位的数据，但低两位不起作用。SPISend函数一次只能发送8位的数据，所以发送数据时应先将数据左移两位，然后先发送高八位，再发送低八位数据。CLR和CS分别由MAX504_CLEAR()和MAX504_ENABLE()、MAX504_DISABLE()函数（Max504.c）控制。

  14. 六 实验步骤 • 1．新建工程，将“Exp3 D/A实验”中的文件添加到工程。 • 2．定义宏（Max504.c） #define MAX504_CS 0x2 //EXIO1 #define MAX504_CLR 0x1 //EXIO0 #define SIOLSB 0x40 #define MAX504_ENABLE() do{CLREXIOBIT(MAX504_CS);}while(0) #define MAX504_DISABLE() do{SETEXIOBIT(MAX504_CS);}while(0) #define MAX504_CLEAR() do{CLREXIOBIT(MAX504_CLR);Delay(1); SETEXIOBIT(MAX504_CLR);}while(0) #define Max504_FULL 4.096f

  15. 六 实验步骤 • 3．编写D/A输出函数（Max504.c）

  16. 七 实验及作业 1 编程输出方波，通过示波器观察 2 编程输出正弦波，通过示波器观察

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