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2024年1月24日发(作者：尤文vs巴黎小组赛)
数字电路实验报告实验九
A/D及D/A转换电路
通信工程
2014117308
周童桐
一、实验目的
1．
2．
掌握A/D、D/A 变换的工作原理。
掌握A/D 变换器ADC0809 和D/A 转换器DAC0832 的使用方法。
二、实验仪器及器件
数字电路集成试验箱 74LS04 74LS00 74LS160 2块74LS194 1块
三、实验原理
1．A/D 转换器
模数A/D 转换器可将模拟信号转换成数字信号，常见的有三种：逐次渐进A/D 转换、
直接比较法和积分法。逐次渐进型A/D 转换器的转换速度快，电路规模小，因此是目前集成A/D 转换器产品中用的较多的一种电路。ADC0809 采用CMOS 工艺制成的8 位8 通道逐次渐近A/D 变换器，芯片包含一个8 路模拟开关、模拟开关的地址锁存与译码电路、比较器、256R 电阻梯形网络、电子开关树、逐次渐进寄存器SAR、三态输出锁存缓冲器、控制与定时电路。其原理框图及外引脚图见图9．1 和图9．2。
1
ADC0809 通过引脚IN0、···IN7 输入8 路模拟电压，ALE 将三位地址线ADDA、B、
C 进行锁存。然后由译码电路选通8 路输入中的某一路进行A/D 变换，当地址输入为000
时，选通IN0 模拟输入进行A/D 变换。
引脚的含义：
IN0 ~ IN7：8 路模拟输入，输入电压范围0～+5V，输入信号转换过程中需保持不变。
REF（+）、REF（–）：基准电压的正极和负极。
CLOCK：是控制电路与时序电路工作的时钟脉冲。要求时钟频率不高于640KHZ。
2
ADDA、ADDB、ADDC：模拟通道的地址选择信号。
ALE：地址锁存允许输入信号，由低向高电平的正跳时锁存地址信号，从而选通相应的模拟信号通道，以便进行A/D 变换。
D0 ~ D7：输出数据数据。
START：启动信号。此引脚施加正脉冲，脉冲上升沿将所有内部寄存器清零，下降沿时开始A/D 变换。
EOC：变换结束输出信号，高电平有效。在START 信号上升沿之后0 ~ 8 个时钟周期
内，EOC 信号变为低电平，当变换结束，EOC 为高电平，结果数据被读出。转换时间为
100μs(时钟为640kHz 时)，130μs（时钟为500kHz 时）。
OE：输出允许信号，高电平时，输出寄存器中的数据输出至数据总线上。
Vcc：电源，单一+5V。
GND：地。
四、实验内容
1． 按图9．5 连接电路。
3
图9．5 电路中ADDA、B、C 连接到地，因而选通模拟输入的IN0 通道进行模数转换。
实验箱产生的时钟信号（处于1kHZ 状态）作为CLOCK 输入。单脉冲信号作为启动信号
START 的输入，同时也作为地址锁存器ALE 的输入，因此在单脉冲的上升沿锁存地址，同时启动A/D 变换。参考电压为REF（+）= 5V，REF（–）= 0V。输出允许端始终接高电平，使输出寄存器的内容直接送往D0 ~ D7，并用发光二极管进行显示。
改变IN0 的模拟输入电压大小，按一下单脉冲按钮，即可实现一次A/D 变换。请按表9．1要求进行，并将转换结果填入表中。实验中，观察转换结束信号EOC，并确定上图电路D/A的转换时间。
2．如果将START 再接至EOC 输出端（如9．5 图中虚线所示），则电路处于自动转换状态，此时电路输入单次脉冲，即可实现连续转换。若在IN0 端输入幅度为0~5V 的三角波，并注意调节三角波的周期为实验1 所测的转换时间，输出D0 ~ D7 用发光二极管显示。观察发光二极管的显示规律，并分析此种结果的原因，改变三角波的频率，4
再观察员发光二极管的显示情况，并在理论上分析。
3. 按图9．6 连接电路。改变DAC0832 输入数据，将测得的输入电压VOUT 填入表9．2中。
4.利用DAC0832 设计产生阶梯波信号。（参考设计：利用74LS161
的输出作D/A 转换器的输入K4 K3 K2 K1 ，而K8 K7 K6 K5 均接0，理论分析经D/A 转换后的输出应为阶梯波，用示波器观察输出波形并测量每个阶梯电压值）。
五、实验结果
5
A/D转换结果：
模拟 输 出 数 字
D6
0
1
0
0
0
0
0
D5
0
0
1
0
0
0
0
D4
0
0
0
1
0
0
0
D3
0
0
0
0
1
0
0
D2
0
0
0
0
0
1
0
D1
1
0
0
0
0
0
1
D0
1
1
0
0
0
0
0
IN0(V) D7
2.56
1.28
0.64
0.32
0.16
0.08
0.04
1
0
0
0
0
0
0
6
D/A转换结果：
数 据 输 入
K8
0
0
0
0
0
0
0
K7
0
0
0
0
0
0
0
K6
0
0
0
0
0
0
1
K5
0
0
0
0
0
1
0
K4
0
0
0
0
1
0
0
K3
0
0
0
1
0
0
0
K2
0
0
1
0
0
0
0
K1
0
1
0
0
0
0
0
输出
Vout
0.00mv
70.7mv
127.2mv
223.9mv
321.7mv
384.8mv
429.1mv
7
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
468.9mv
504.3mv
8
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