1）实验目的

（1）验证DAC和ADC的功能。

（2）掌握D/A和A/D转换的基本原理。

（3）掌握DAC和ADC的基本应用电路。

2）实验原理

模拟量是随时间连续变化的量，例如温度、压力、速度、位移等非电量绝大多数都是连续变化的模拟量，它们可以通过相应的传感器变换为连续变化的模拟量——电压或电流。而数字量不是连续变化的。

在电子技术中，模拟量和数字量的互相转换是很重要的。例如，用电子计算机对生产过程进行控制时，首先要将被控制的模拟量转换为数字量，才能送到数字计算机中去进行运算和处理；然后又要将处理得出的数字量转换为模拟量，才能实现对被控制的模拟量进行控制。再如，在数字仪表中，也必须将被测的模拟量转换为数字量，才能实现数字显示。

能将数字量转换为模拟量的装置称为数-模转换器，简称D/A转换器或DAC；能将模拟量转换为数字量的装置称为模-数转换器，简称A/D转换器或ADC。因此，DAC和ADC是联系数字系统和模拟系统的“桥梁”，也可称为两者之间的接口。图4.68是数-模和模-数转换的原理框图。

图4.68　数-模和模-数转换的原理框图

3）实验内容

（1）D/A转换

实验选用D/A转换芯片DAC0832，图4.69为其管脚排列图。

管脚具体功能定义如下：

——片选信号，它和允许输入锁存信号ILE合起来决定是否起作用。

ILE ——允许锁存信号（高电平有效）。

——写信号1（低电平有效），它作为第一级锁存信号将输入数据锁存到输入寄存器中，必须和、ILE同时有效。

——写信号2（低电平有效），它将锁存在输入寄存器中的数据送到8位DAC寄存器中进行锁存，此时，传送控制信号必须有效。

——传送控制信号（低电平有效），用来控制。

D7～D0——8位数据输入端，D7为最高位。

IOUT1——模拟电流输出端，当DAC寄存器中全为1时，输出电流最大，当DAC寄存器中全为0时，输出电流为0。

IOUT2——模拟电流输出端，IOUT2为一个常数和IOUT1的差，也就是说，IOUT1+IOUT2=常数。

RFB——反馈电阻引出端，DAC0832内部已经有反馈电阻，所以，RFB端可以直接接到外部运算放大器的输出端，这样，相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输入端和输出端之间。

VREF——参考电压输入端，此端可接正电压，也可接负电压，范围为-10 V～+10 V。

VCC——芯片供电电压，范围为+5 V～+15 V，最佳工作状态是+15 V。

AGND——模拟量地，即模拟电路接地端。

DGND——数字量地，即数字电路接地端。

图4.69　DAC0832管脚排列图

图4.70　DAC0832实验测试电路图

把DAC0832、μA741等插入实验系统，按图4.70接线，不包括虚线框内。即D7～D0接实验系统的数据开关，均接0，AGND和DGND相连接地，ILE接+5 V，参考电压接+5 V，运放电源为±15 V，调零电位器为10 kΩ。(www.daowen.com)

①检查接线无误后，置数据开关D7～D0全为“0”，接通电源，调节运放的调零电位器，使输出电压Uo=0。

②再置数据开关全为“1”，调整Rf，改变运放的放大倍数，使运放输出满量程。

③将数据开关从最低位逐位置“1”，并逐次测量输出模拟电压Uo，填入表4.27中。

表4.27　DAC0832测试结果

④再将74LS161或用实验系统中的（D或JK）触发器构成二进制计数器，对应的4位输出Q4、Q3、Q2、Q1分别接DAC0832的D7、D6、D5、D4，低4位接地（这时和数据开关相连的线全部断开）。

⑤输入CP脉冲，用示波器观测并记录输出电压的波形。

⑥如计数器输出改接到DAC的低4位，高4位接地，重复上述实验步骤，结果如何？

⑦采用8位二进制计数器，再进行上述实验。

⑧若输出要获得双极性电压，则按图4.71接法就可实现，读者只要适当选择电阻，就可获得正、负电压输出。

图4.71　DAC0832双极性接法

（2）A/D转换

①按图4.72接线，在实验系统中插入ADC0809芯片，其中D7～D0分别接8只发光二极管LED，CLOCK接实验系统中的连续脉冲，地址码A、B、C接数据开关或计数器输出。

②接线完毕，检查无误后，接通电源。调CP脉冲至最高频（频率大于1 kHz以上），再置数据开关为000，调节RW，并用万用表测量Ui为4 V，再按一次单次脉冲（注意单脉冲接START信号，平时处于“0”电平，开始转换为“1”），观察输出D7～D0发光二极管（LED显示）的值。

③再调节RW，使Ui为+3 V，按一下单次脉冲，观察输出D7～D0的值，并记录下来。

图4.72　ADC0809实验原理接线图

④按上述实验方法，分别调Ui为2 V、1 V、0.5 V、0.2 V、0.1 V、0 V进行实验，观察并记录每次输出D7～D0的状态。

⑤调节RW，改变输入Ui，使D7～D0全为“1”时，测量这时的输入转换电压的值。

⑥改变数据开关值为001，这时将Ui从IN0改接到IN1输入，再进行②～⑤的实验操作。

⑦按⑥办法，可分别对其余的6路模拟量输入进行测试。

图4.73　ADC0809组成16路A/D转换器接线图

⑧将C、B、A三位地址码接至计数器（计数器可用JK、D触发器构成或用74LS161）的3个输出端，再分别置IN0～IN7电压为0 V、0.1 V、0.2 V、0.5 V、1 V、2 V、3 V、4 V，单次脉冲接START，改接为平时“高电平”（即一直转换）信号，再把单次脉冲接计数器的CP端。

⑨按动单次脉冲计数，观察输出D7～D0的输出状态，并记录下来。

如果我们要进行16路的A/D转换，则可以用两只ADC0809组成，地址码C、B、A都连起来，而用片选OE端分别选中高、低两片。如图4.73所示，这样在0～7时，选中IN0～IN7；8～15时，选中IN8～IN15。

4）实验报告

（1）整理实验数据，画出实验电路。

（2）根据实验结果估算DAC0832的转换精度。

（3）根据实验结果估算ADC0809的误差。