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实验ADC_DAC实验使用说明

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标签： adc_DAC

adc_DAC

实验使用ADC_DAC说明文档

ADC
DAC
实验板½用说明书
ＡＤＣ－ＤＡＣ 实验板½用说明书　
一
概述
实验板主要用来对模数½换
ADC
和数模½换
DAC
进行实验的 通过实验 ½用户½够掌握对
模拟信号的采集和进行相应的模拟量输出控制
下½½实验仪配套½用
了解信号测量的一些相关的知识
本电路板是和
DP
51
½然也可以和用户的控制板连接
进行
ADC
和
DAC
的实验
二
电路原理及 ＰＣＢ 布局　
电路原理图
VCC
U2
J1
VCC
AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7
ALE
L2
POWER
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
U3
GND
1
ALE
11
AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7
2
3
4
5
6
7
8
9
OC
C
1D
2D
3D
4D
5D
6D
7D
8D
74HC573
1Q
2Q
3Q
4Q
5Q
6Q
7Q
8Q
19
18
17
16
15
14
13
12
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
START
22
6
EOC
7
OE
9
A2
23
A1
24
A0
25
AD7
AD6
AD5
AD4
AD3
AD2
AD1
AD0
21
20
19
18
8
15
14
17
ALE
VCC
START CLK
EOC
OE
Vref+
ADDC
ADDB Vref-
ADDA
IN0
D7
IN1
D6
IN2
D5
IN3
D4
IN4
D3
IN5
D2
IN6
D1
IN7
D0
GND
ADC0809
11
10
12
16
26
27
28
1
2
3
4
5
13
C2
104
TP2
TP1
W2
10K
R9
R8
R34
R33
R32
R31
6x 100
ADIN1
ADIN2
W1
10K
U1_CLK
R16 10
VREF
VCC
R29
3K
P17
P32
P33
P34
P35
WR
RD
GND
ALE
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
J5
7
6
5
4
3
2
1
CON7
VCC
U1
I/CLK VCC
I
I/O
I
I/O
I
I/O
I
I/O
I
I/O
I
I/O
I
I/O
I
I/O
GND I/OE
GAL16V8
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
U1_CLK
P32
START
OE
DAC_CS
EOC
RD
WR
W5
20K
ACIN
VCC
MCU_BUS
ACIN
R30
100
5
6
U5B
7
LM324
R6
1K
13
12
U5D
14
R7
220
ADIN1
D2
5.1V
R5 1K
LM324
W3
20K
VCC
C4
104
C5
104
C6
104
C7
104
C8
104
C12
104
R2
W4
20K
TP3
R3
100
C1 R4
104
1K
9
10
U5C
8
R1
220
ADIN2
D1
5.1V
1K
LM324
-12V
U4
VIN1
DA_OUT1
R20
10
C13
104
+12V
2
3
LM324
DAC_CS
1
17
WR
2
18
AD3
4
AD2
5
AD1
6
AD0
7
AD4
16
AD5
15
CS
VCC
XFER
ILE
WR1
Vref
WR2
Rfb
D3
Iout1
D2
Iout2
D1
AGND
D0
DGND
D4
D7
D5
D6
DAC0832
VCC
20
19
8
9
11
12
3
10
13
AD7
14
AD6
RC移相器
－
D C－
½通滤波
q=- arctg wRC
－
R23
5.000K
U5A
1
R21
1K
R22
100
D3
5.1V
J2
2
9
10
U6C
8
4
6
8
B1
B2
B3
A1
A2
A3
1
3
5
7
P33
R10
5.000K
6
R24
2.5K
5
U6B
LM324
7
DA_OUT1
LM324
B4
A4
DacSele
R27 10.00K
VCC
R26
10.00K
-12V
VCC
R11 5.000K
+12V
J4
+12V
1
-12V
2
VCC
3
GND
4
POWER
C10
104
-12V
C11
104
R19
220
W7
VCC
10K
TP5 Vka=Vref (1+R1/R2) +Iref * R1=Vref( 1+ R1/R2 )
3
J3
3
1
C1
B1
A1
VrefSel
TP4
U7
GND
J6
1
2
3
4
DAOUT
DA_OUT1
DA_OUT2
DA_OUT3
GND
R
3
R18
5K
2.5V
VCC
W6
10K
C3
104
VIN1
1
2
3
4
REF+ VCC
ANIN CLK
REF- DAT
GND
/CS
TLC549CP
8
7
6
5
P34
P35
P17
2
R17
10
VCC
R14
10.00K
13
12
LM324
R12
1K
R28
100
L1
LED
U6D
14
Q2
8050
VREF
R13
220
R25 1K
DA_OUT3
R15
LM324
+12V
10.00K
VCC
2
U6A
1
DA_OUT2
T1
TL431
图
1
ADC
DAC
实验板原理图
-1-
ADC
DAC
实验板½用说明书
可编程逻辑芯片
GAL16V8
的等效电路如下
图
2
PCB
布局图
实验板上的
GAL16V8
等效电路
图
3
ADC
DAC
实验板元件布局图
-2-
ADC
DAC
实验板½用说明书
三
1
相关电路及功½说明
DA
½换电路
通过运算放大器
LM324
进行½换
可以实现单极性输出和双极性输出
输出驱动
LED
等
本实验板采用为性价比较高的
8
½
DA
½换器
DAC0832
属
T
½电阻
DAC DAC
参考电压
Vref=5V
单缓冲输出
如下图
图
4
DAC0832
属电流输出
器的负反馈电阻端
DAC0832
连接图
需在电压输出端接上运算放大器
U6C Rfb
即为运算放大
测试点
TP3
为负电压
备注
将指定跳线短接
0V
5V
为了取得电压输出
由于
Vref=5V
所由运算放大器输出电压
DAC
输出通道选择
通道选择
电压范围
0V 5V
-5V +5V
0V
5V
跳线
J2-1
J2-2
J2-3
J2-4
输出端子
J6
的
OUT1
J6
的
OUT2
J6
的
OUT3
单极性电压输出
双极性电压输出
负电压输出
功率放大输出
　单极性
0V 5V
驱动
LED
将
J2-1
跳线短接 运算放大器
U6C
输出的负电压输入到运算放大器
U6B
经过
U6B
进行反相后输出
0
5V
电压
U6B
的传递½数
Uo
= −
R
23
×
Ui
R
10
由于
R23 R10 5K
所以有
则
Uo
0V
而
DAC
数据为
0FFH
时
5V
则
Uo
= −
Ui
½
ADC0832
的
DAC
数据为
00H
时
Ui=0
Uo=+5V R23 R10
采用非线绕精密电阻
Ui
以达到较½的运算较果
-3-
ADC
　双极性
将
J2-2
跳线短接
输出
5V +5V
电压
DAC
实验板½用说明书
运算放大器
U6C
输出的负电压输入到运算放大器
U6A
与
VCC
进行加法运算
U6A
的传递½数
R
26
R
27
Uo
= −
R
26
×
Ui
−
R
11
由于
R26 10K
×
Vcc
R27 10K
所以有
R11 5K
Uo
= −
10
×
Ui
−
10
×
Vcc
= −
2
Ui
−
Vcc
5
10
½
ADC0832
的
DAC
数据为
00H
时
Ui=0
则
Uo
则 Ｕ½＝
2Ui
VCC
０V 而
DAC
数据为
0FFH
时
Ui
VCC
5V DAC
数据为
80H
时
Ui
２．５Ｖ
5V
则
Uo=+5V
　 功率放大
将
J2-4
跳线短接 运算放大器
U6C
输出的负电压输入到运算放大器
U6D
经过
U6D
进行反相后输出
0
5V
电压
再通过
Q2
驱动
LED
½控制电压越大时
(mA)
5V
Ube
为
Q2
的基极偏压 约为
0.7V
LED
上的电流越大
亮度越高
计算如下
Iled
=
Ur
R
28
=
Uo
−
Ube
−
Vled
100
其中
Uo
为
U6D
的输出电压 即
DAC
输出的控制电压
0
Vled
为发光二极管的正向压降
正常发光时约为
1.7V
½设½
DA
输出为单极性电压输出时
环放大器
理的实验
即½成一个模拟电压比较器
输出的电压会接到运算放大器
U5A
的同相输入端
U5A
为开
此时就可以通过
DAC
和此电压比较器实现逐次逼近
ADC
½换原
2
AD
½换电路
[1]
并行
ADC
实验板½用了
8
½逐次逼近
ADC
芯片
ADC0809
此芯片具有
8
路模拟输入 单电源+5V 供电 ½换
速度为
100uS
实验板上提供了两路直流电压测量通道
两路交流信号测量通道
4
路用户输入通道
且
ADC
参考电压可选
VCC
或
TL431
调整输出的电压
Vka
如下图
图
5
辑芯片
GAL16V8
接口
ADC0809
连接图
ADC0809
的启动控制信号
START
和读取数据½用控制信号
OE
是从
U1
中取得
U1
是一个可编程逻
它通过对地址总线上的地址进行译码 然后与/WR
/RD
信号进行逻辑组合而产生这
ADC0809
没有内部时钟
需外接
10KHz
两个控制信号
AD
½换结束后
EOC
信号将变为高电平 此信号通过
U5
进行取反后输出到
P32 /INT0
这样就可以½用查询方式和中断方式进行
AD
½换
-4-
ADC
DAC
实验板½用说明书
1290KHz
的时钟信号
U1_CLK
22
脚
符合
ADC0809
的要求
本实验板是由单片机上的
ALE
信号通过
U1
进行
1/2
分频得到
通道选择是由
U3
将½
3
½地址锁存得到
原理图上的标号
第
8051
单片机的
ALE
输出的频率为
Fosc/6
½系统晶振为
12MHz
时
U1_CLK
的频率约为
1M Hz
而
ADC0809
上的地址锁存允许脚
即在启动
AD
½换
ADC0809
就会把通道选择的数据锁存
是与
START
连接在一起的
并行
ADC
的模拟通道及其地址列表
模拟通道
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
2
路
ADC
采集
通道
IN0
的测量
IN1
提供了
0
5V
的直流电压输入
用户可以用这两路模通道来进行
1
路或
2
路直流电压
TP2
电压调节元件
W1 W2
电压测试点
TP1
信号放大
通道
IN2
ACIN
通滤波器
滤波后实现
ADC
信号输入端
ACIN
即输入端子
J5
的
C
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
A
0
1
0
1
0
1
0
1
地址
0F100H
0F101H
0F102H
0F103H
0F104H
0F105H
0F106H
0F107H
功½
直流测试电压
1
直流测试电压
2
交流信号放大
交流信号移相 放大
用户接入的信号
1
用户接入的信号
2
用户接入的信号
3
用户接入的信号
4
电压范围
0V 5V
两路
0
备注
5V
直流电压测量
W1 W2
W5 W6
W4
电压调整元件
放大倍数调整元件
IN3
移相调整元件
IN3
是经过运算放大器把信号放大处理后再输入的
信号输入后分成两路分别进行放大 再输出到
IN2 IN3
其中
U5C
运算放大器前加有一个
RC
½
可滤掉高频噪声
移相电路
IN2
通道输入信号放大倍数调整
W5 IN3
通道输入信号放大倍数调整
W3
实验交流信号的测量
＝
½½½½½　
ＲＣ 相移调整
W4
½是倘若输
5V
所以
U5D
U5C
而½响其它通道的测试
若
ACIN
输入的信号一个交流信号 若频率不是很高 在
ACIN
信号输入后
W4 R3
和
C1
构成
RC
移相器
C1
上电压信号相½是滞后的 与输入电压的相½差
入信号频率太高
放大后由
D1
则
RC
电路将会把它滤掉
D2
进行电压幅值的限制
由于
ADC0809
的输入电压范围是
0
以防止这两个通道的电压超压/负压
保留
4
个用户通道
实验板保留了
IN4
IN5
IN6 IN7
等
4
个通道 即输入端子
J5
的
IN4 IN5 IN6
½电压信号范围要在
0
5V
之间
IN7
用户可以
直接和待测量的电压信号连接
-5-
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