国家电工电子实验教学中心
数字电子技术
实 验 报 告
实验题目： 模拟信号变换
学 院：
专 业： 学生姓名： 学 号： 任课教师： 电子信息工程学院
2013 年 12 月 3 日
1、 设计任务要求
设计一个电路，输入信号50mV 到5V 峰峰值，1KHZ ～10KHZ 的正弦波信号，输出信号为3到4V 的同频率，不失真的正弦波信号。精度为12位，负载500Ω。
2、 设计方案及论证
（1） 任务分析
ADC0809有8个模拟输入端IN7～IN0，输入模拟量电压范围为0V ～+5V，旋转电位器SW1产生不同的模拟电压，作为模拟输入量。实验电路中只开通了IN0一路模拟量输入，其它输入端未使用。ADC0809的D7～D0引脚与输入二进制数的开关相连接。ADC0809的START 端为A/D转换启动信号，ALE 端为通道地址的锁存信号。线路中将START 端与ALE 端连接，以便锁存通道地址，同时启动A/D采样并进行转换。ADC0809的CLOCK 端的时钟频率范围为10～1280KHz ，本实验中采用1MHz 。 0809主要特性
1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μs(时钟为640KHz 时) ，130μs （时钟为500KHz 时）。
4）单个+5V电源供电。
5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～+85摄氏度。
7）低功耗，约15mW 。
DAC0830／0831／0832是8位分辨率的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 。
本次实验主要是单缓冲。
所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个（多位DAC 寄存器）处于直通方式，而另一个处于受控锁存方式。为使DAC 寄存器处于直通方式，应使WR2 =0和XFER=0。为此可把这两个信号固定接地，或如电路中把WR2与WR1相连，把XFER 与CS 相连。 为使输入寄存器处于受控锁存方式，应把WR1接80S51的WR ，ILE 接高电平。此外还应把CS 接高位地址线或地址译码输出，以便于对输入寄存器进行选择。
单缓冲方式连接如图所示：
图1 0832芯片单缓冲方式
（2） 系统结构设计
图2 系统结构图
（3） 具体电路设计
电路连接如下图
图3 具体电路设计
3、 制作及调试过程
（1） 制作与调试流程
DAC0832的应用特性与引脚功能
DAC0830系列芯片是一种具有两个输入数据寄存器的8位DAC ，是一个8位D/A转换器芯片，单电源供电，从+5V～+15V均可正常工作。
其主体部分为由T 型状态。而模拟开关控制标准电源在T 型电阻网络所产生的电流。输入的数字量通过两级缓冲器送到 D/A 转换电路。通过对这两级缓冲器进行控制，可以实现直通、单缓冲、双缓冲三种工作方式。
1）DAC0832内部结构和引脚
DAC0832的内部结构如图所示：
图3 0832内部结构
DAC0832引脚如下图所示，它采用20线双列直插式封装，引脚功能如下：
(1)D7～D0——转换数据输入。
(2)CS——片选信号（输入），低电平有效。
(3)ILE——数据锁存允许信号（输入），高电平有效。
(4)WR1——第一信号（输入），低电平有效。该信号与ILE 信号共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当ILE=1和XFER=0时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1和WR1 =1时，为输入寄存器锁存方式。
(5) WR2 ——第2写信号(输入), 低电平有效. 该信号与信号合在一起控制DAC 寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:当 WR2=0和XFER=0时, 为DAC 寄存器直通方式; 当WR2=1和XFER=0时, 为DAC 寄存器锁存方式。
(6)XFER——数据传送控制信号(输入), 低电平有效 。
(7)Iout2——电流输出“1”。当数据为全“1”时，输出电流最大；为全“0”时输出电流最小。
(8)Iout2——电流输出“2”。DAC 转换器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常数。
(9)RFB——反馈电阻端
即运算放大器的反馈电阻端，电阻（15K Ω）已固化在芯片中。因为DAC0832是电流输出型D/A转换器，为得到电压的转换输出，使用时需在两个电流输出端接运算放大器，RFB 即为运算放大器的反馈电阻。
(10)Vref——基准电压，是外加高精度电压源，与芯片内的电阻网络相连接，该电压可正可负，范围为-10V ～+10V。
(11)DGND——数字地
(12)AGND——模拟地
2）DAC0832工作方式
DAC0832利用WR1 、 WR2 、ILE 、XFER 控制信号可以构成三种不同的工作方式。
(1) 直通方式——WR1= WR2 =0时，数据可以从输入端经两个寄存器直接进入D/A转换器。
(2)单缓冲方式——两个寄存器之一始终处于直通，即WR1=0或WR2=0，另一个寄存器处于受控状态。
(3)双缓冲方式——两个寄存器均处于受控状态。这种 工作方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。
（2） 遇到的问题与解决方法
一开始设计出来的实物没有任何显示，后来将各个空置的管脚接地以后才正常工作。
4、 系统测试
（1） 测试方法（含接线图）
（2） 测试数据（表格）
（3） 数据分析和结论
5、 系统使用说明
（1） 系统外观及接口说明
（2） 系统操作使用说明
6、 总结
（1） 收获与体会
经过数小时的实验过程，虽然其间会遇到一些问题，但我们还是坚持了，最终也完成了实验。通过这次，我们意识到了实践与理论相结合的重要性、团队合作的必要性。通过这次的课程设计，发现了自己知识面的不足，找到了以后学习的方向。
（2） 对本课程的建议
本学期最新改革的课程设计性实验比以往的实验增加了太多难度，技术层面还好解决，但是硬件方面很难解决，建议学校实验室能统一统计购置所需的芯片及元件。给我们节省出外出购买元件所带来的时间和资金上的损失。
7、 参考文献
侯建军. 数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社
邱寄帆. 数字逻辑电路. 北京：清华大学出版社
章忠全. 电子技术基础:实验与课程设计. 北京：中国电力工业出版社 余孟尝. 数字电基础简明教程. 高等教育出版社
国家电工电子实验教学中心
数字电子技术
实 验 报 告
实验题目： 模拟信号变换
学 院：
专 业： 学生姓名： 学 号： 任课教师： 电子信息工程学院
2013 年 12 月 3 日
1、 设计任务要求
设计一个电路，输入信号50mV 到5V 峰峰值，1KHZ ～10KHZ 的正弦波信号，输出信号为3到4V 的同频率，不失真的正弦波信号。精度为12位，负载500Ω。
2、 设计方案及论证
（1） 任务分析
ADC0809有8个模拟输入端IN7～IN0，输入模拟量电压范围为0V ～+5V，旋转电位器SW1产生不同的模拟电压，作为模拟输入量。实验电路中只开通了IN0一路模拟量输入，其它输入端未使用。ADC0809的D7～D0引脚与输入二进制数的开关相连接。ADC0809的START 端为A/D转换启动信号，ALE 端为通道地址的锁存信号。线路中将START 端与ALE 端连接，以便锁存通道地址，同时启动A/D采样并进行转换。ADC0809的CLOCK 端的时钟频率范围为10～1280KHz ，本实验中采用1MHz 。 0809主要特性
1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μs(时钟为640KHz 时) ，130μs （时钟为500KHz 时）。
4）单个+5V电源供电。
5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～+85摄氏度。
7）低功耗，约15mW 。
DAC0830／0831／0832是8位分辨率的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 。
本次实验主要是单缓冲。
所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个（多位DAC 寄存器）处于直通方式，而另一个处于受控锁存方式。为使DAC 寄存器处于直通方式，应使WR2 =0和XFER=0。为此可把这两个信号固定接地，或如电路中把WR2与WR1相连，把XFER 与CS 相连。 为使输入寄存器处于受控锁存方式，应把WR1接80S51的WR ，ILE 接高电平。此外还应把CS 接高位地址线或地址译码输出，以便于对输入寄存器进行选择。
单缓冲方式连接如图所示：
图1 0832芯片单缓冲方式
（2） 系统结构设计
图2 系统结构图
（3） 具体电路设计
电路连接如下图
图3 具体电路设计
3、 制作及调试过程
（1） 制作与调试流程
DAC0832的应用特性与引脚功能
DAC0830系列芯片是一种具有两个输入数据寄存器的8位DAC ，是一个8位D/A转换器芯片，单电源供电，从+5V～+15V均可正常工作。
其主体部分为由T 型状态。而模拟开关控制标准电源在T 型电阻网络所产生的电流。输入的数字量通过两级缓冲器送到 D/A 转换电路。通过对这两级缓冲器进行控制，可以实现直通、单缓冲、双缓冲三种工作方式。
1）DAC0832内部结构和引脚
DAC0832的内部结构如图所示：
图3 0832内部结构
DAC0832引脚如下图所示，它采用20线双列直插式封装，引脚功能如下：
(1)D7～D0——转换数据输入。
(2)CS——片选信号（输入），低电平有效。
(3)ILE——数据锁存允许信号（输入），高电平有效。
(4)WR1——第一信号（输入），低电平有效。该信号与ILE 信号共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当ILE=1和XFER=0时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1和WR1 =1时，为输入寄存器锁存方式。
(5) WR2 ——第2写信号(输入), 低电平有效. 该信号与信号合在一起控制DAC 寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:当 WR2=0和XFER=0时, 为DAC 寄存器直通方式; 当WR2=1和XFER=0时, 为DAC 寄存器锁存方式。
(6)XFER——数据传送控制信号(输入), 低电平有效 。
(7)Iout2——电流输出“1”。当数据为全“1”时，输出电流最大；为全“0”时输出电流最小。
(8)Iout2——电流输出“2”。DAC 转换器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常数。
(9)RFB——反馈电阻端
即运算放大器的反馈电阻端，电阻（15K Ω）已固化在芯片中。因为DAC0832是电流输出型D/A转换器，为得到电压的转换输出，使用时需在两个电流输出端接运算放大器，RFB 即为运算放大器的反馈电阻。
(10)Vref——基准电压，是外加高精度电压源，与芯片内的电阻网络相连接，该电压可正可负，范围为-10V ～+10V。
(11)DGND——数字地
(12)AGND——模拟地
2）DAC0832工作方式
DAC0832利用WR1 、 WR2 、ILE 、XFER 控制信号可以构成三种不同的工作方式。
(1) 直通方式——WR1= WR2 =0时，数据可以从输入端经两个寄存器直接进入D/A转换器。
(2)单缓冲方式——两个寄存器之一始终处于直通，即WR1=0或WR2=0，另一个寄存器处于受控状态。
(3)双缓冲方式——两个寄存器均处于受控状态。这种 工作方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。
（2） 遇到的问题与解决方法
一开始设计出来的实物没有任何显示，后来将各个空置的管脚接地以后才正常工作。
4、 系统测试
（1） 测试方法（含接线图）
（2） 测试数据（表格）
（3） 数据分析和结论
5、 系统使用说明
（1） 系统外观及接口说明
（2） 系统操作使用说明
6、 总结
（1） 收获与体会
经过数小时的实验过程，虽然其间会遇到一些问题，但我们还是坚持了，最终也完成了实验。通过这次，我们意识到了实践与理论相结合的重要性、团队合作的必要性。通过这次的课程设计，发现了自己知识面的不足，找到了以后学习的方向。
（2） 对本课程的建议
本学期最新改革的课程设计性实验比以往的实验增加了太多难度，技术层面还好解决，但是硬件方面很难解决，建议学校实验室能统一统计购置所需的芯片及元件。给我们节省出外出购买元件所带来的时间和资金上的损失。
7、 参考文献
侯建军. 数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社
邱寄帆. 数字逻辑电路. 北京：清华大学出版社
章忠全. 电子技术基础:实验与课程设计. 北京：中国电力工业出版社 余孟尝. 数字电基础简明教程. 高等教育出版社