13187

Дослідження цифро-аналогових перетворювачів на базі лабораторного стенду EV8031/AVR

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №9 Дослідження цифроаналогових перетворювачів на базі лабораторного стенду EV8031/AVR 1. Мета роботи Вивчення методів цифроаналогового перетворення. Розробка програм для формування різних аналогових сигналів. 2. Порядок виконання лабораторно...

Украинкский

2013-05-10

211 KB

18 чел.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №9

Дослідження цифро-аналогових перетворювачів на базі лабораторного стенду EV8031/AVR

1. Мета роботи

Вивчення методів цифроаналогового перетворення.  Розробка програм для формування різних аналогових сигналів.

2. Порядок виконання лабораторної роботи

  1.  Вивчити структурну схему модуля ЦАП на платі розширення;
  2.  Розробити алгоритм для виконання індивідуального завдання  до початку лабораторного заняття;
  3.  Розробити програму для виконання індивідуального завдання  до початку лабораторного заняття;
  4.  Ввести програму індивідуального завдання на персональному комп'ютері;
  5.  За допомогою ПНЗ проаналізувати виконання індивідуальної програми;
  6.  Завантажити програму в стенд ОЕОМ. Переконатися в правильному виконанні індивідуального завдання (формування заданої форми сигналу) використовуючи осцилограф, при негативному результаті здійснити зміну алгоритму або програми. Повторити завантаження програми в стенд ОЕОМ;
  7.  Роздрукувати лістинг правильно працюючої програми;
  8.  Відповісти на контрольні питання викладача.

3. Контрольні питання

Методи і типи ЦАП;

Статичні параметри ЦАП;

Поняття дискретності, квантування, роздільна здатність ЦАП;

Характеристика перетворення, нелінійність ЦАП.;

Напруга зсуву нуля, допустима напруга на виході ЦАП;

Динамічні параметри ЦАП;

Чинники, що впливають на погрішність ЦАП;

Апаратні реалізації ЦАП;

Приклади практичного застосування ЦАП;


3. Короткі теоретичні відомості

Цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП) виробляють напругу або струм, функціонально пов'язані з керуючим кодом. Застосовуються ЦАП для формування вихідних аналогових сигналів цифрових вимірювальних і обчислювальних пристроїв. Для перетворення двійкового коду в аналоговий сигнал звичайно формуються струми, пропорційні вазі розрядів коду, і потім підсумовуються ті із струмів, які відповідають ненульовим розрядам вхідного коду.

Застосовуються в основному два методи ЦАП: підсумовування одиничних еталонних величин і підсумовування еталонних величин, вага яких відрізняється. У першому при формуванні вихідної аналогової величини використовується тільки одна еталонна величина вагою в один квант. У другому методі застосовуються еталонні величини з вагами, залежними від номера розряду, і в підсумовуванні беруть участь тільки ті еталонні величини, для яких у відповідному розряді вхідного коду встановлена одиниця.

У разі використовування на вході двійкового позиційного коду значення всіх розрядів поступає одночасно, і робота таких ЦАП описується виразом

де Х - аналогова величина.

ai – коефіцієнти відповідних двійкових розрядів, які приймають дискретні значення одиниця або нуль.

Р - опорний сигнал

b - число розрядів

У перетворювачах з опорної напруги формуються еталонні величини, відповідні значенням розрядів вхідного коду, які підсумовуються і утворюють дискретні значення вихідної аналогової величини.

Класифікація ЦАП може бути проведена по ознаках:

Способу формування вихідної напруги (з підсумовування напруг, розподілом напруг, підсумовуванню струмів).

Роду вихідного сигналу (із струмовим виходом, виходом по напрузі).

Полярності вихідної напруги (постійному, змінному) і т.д.

Основні структури використовувані в ЦАП інтегрального виконання – це:

  •  Структури з підсумовуванням струмів.
  •  ЦАП - із зваженими резисторами в ланцюгах емітерів.
  •  ЦАП - із зваженими резисторами в ланцюгах навантаження.
  •  ЦАП зі сходовою матрицею R=2R в ланцюгах емітерів транзисторів джерел струмів.
  •  ЦАП з вихідною сходовою матрицею R=2R


Параметри
ЦАП.

Число розрядів n управляючого коду, номінальний вихідний струм, час встановлення вихідного сигналу після зміни вхідного управляючого коду, погрішність повної шкали, погрішність лінійності, диференціальна нелінійність.

Погрішності ЦАП можуть бути виражені у відсотках або інших відносних одиницях, а також в частках кванта

Спрощена схема ЦАП для розуміння роботи перетворення вхідного коду в струм (напруга) певної величини зображена на рис.1.

  1.  Спрощена схема ЦАП

Якщо співвідношення резисторів ЦАП як 8R, 4R, 2R, 1R, то при включенні всіх комутаторів, відповідно до закону Ома напруга в точці OUT дорівнюватиме напрузі VCC. Якщо включити комутатор резистора R8, напруга в крапці OUT буде рівна VCC/2. Аналогічно можна знати значення напруги, при різних комбінаціях вхідного коду.

У складі учбово-налагоджувального стенду є мікросхема ЦАП AD7801.  Вона є восьмирозрядним ЦАП (з паралельним інтерфейсом) з розмахом вихідної напруги рівним напрузі живлення. Для спостереження вихідного сигналу з мікросхеми ЦАП необхідно підключити осцилограф до BNC роз'єму і замкнути перемичку J4. Доступ до ЦАП здійснюється як до комірки зовнішнього ОЗП за адресою 0F000h.


Приклад виконання програми цифро-аналогового перетворення

ORG 0

Begin:

      mov A,#0                 ;записать у Акк. 0

      mov DPTR,#0F000h         ;встановити на DPTR адресу ЦАПа

      movx @DPTR,A             ;встановити на ЦАП код з Акк.

      call         ZAD         ;виклик підпрограми затримки

continue:

       inc  А               ;збільшити значення Акк. на одиницю

       movx @DPTR,A         ;встановити на ЦАП код з Акк.

       call ZAD

             cjne A,#255d,continue ;якщо код не досяг максимального

 ;значення, то

                               ;перейти на мітку continue

       jmp Begin               ;инакше перехід на мітку Begin

ZAD:                            ;подпрограмма затримки

       mov R4,#005h

C2:     mov R2,#0FFh

C3:     djnz R2, C3

       djnz R4, C2

       ret                     ;вихід з підпрограми

END

 Сформувати пилкоподібний сигнал. (програма написана на мові С).

#include <8051.h>

#include "..\ev8031.lib\ev8031.c"

#include "..\ev8031.lib\bitdef.h"

int main()

{

unsigned char у;

 DC_REG=1;

 lefti=0x0D;

 righti=0xAC;

 y=0;

 DAC_REG=y;

 delay16(10);

begin:

 for (y=1; y<255; y++)   //збільшувати код ЦАПа на

                //одиницю до максимального

 {

   DAC_REG=y;

   delay16(10);

 }

 for (y=255; y>1; у--)   //зменшити код ЦАПа на

                      //одиницю до мінімального

 {

    DAC_REG=y;   delay16(10);   }   goto begin; }

4. Варіанти індивідуальних завдань

  1.  Таблиця завдань до л.р. №9

Текст індивідуального завдання

1

Сформувати пилкоподібну напругу з частотою повторення 50 Гц. Відображати на статичному індикаторі число імпульсів, що згенерують.

2

Після натиснення SW3 сформувати трикутні імпульси, передній фронт 20мсек задній 10 мсек, кожен 10 імпульс відображати на динамічному індикаторі.

3

Після натиснення SW4 сформувати трапецієвидні імпульси, передній фронт 13мсек задній 15 мсек кожну секунду запалювати світлодіод HL1.

4

Сформувати синусоїду з частотою повторення 120 Гц.

5

Сформувати пилкоподібну напругу з частотою повторення 200Гц і тривалістю переднього фронту 2 мсек.

6

Після натиснення SW5 сформувати синусоїду з частотою повторення 100Гц.

7

Сформувати прямокутні імпульси, з тривалістю 25мсек і скважністю 4

8

Після натиснення SW16 сформувати трикутні імпульси, передній фронт 25мсек задній 5 мсек.

9

Сформувати синусоїду з частотою повторення 300 Гц.

Після натиснення SW15 змінити частоту на 100 Гц.

10

Сформувати два прямокутні імпульси, один максимальною амплітудою тривалістю і другої 2/3 амплітуди максимальної з періодом повторення 40 Гц.

11

Сформувати прямокутні імпульси, з тривалістю 25мсек після натиснення SW6 на клавіатурі сформувати трикутні імпульси.

12

Сформувати синусоїду з частотою повторення 70 Гц, по натисненню SW7 на клавіатурі прямокутні імпульси, з тривалістю 25мсек і скважністю 2.

13

Після натиснення SW15 сформувати трикутні імпульси, передній фронт 15мсек задній 40 мсек.

14

Після натиснення SW9 на клавіатурі сформувати трапецієвидні імпульси, передній фронт 20сек задній 20 мсек

15

Сформувати три прямокутні імпульси, один 1/3 максимальної амплітуди, 2-ої 2/3 максимальної амплітуди, 3-ій максимальної амплітуди з періодом повторення 100 Гц.

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34435. Россия в начале ХХ в. Революция 1905 – 1907 гг.: причины, этапы, итоги 41.5 KB
  Причины революции 1905 – 1907 гг. Поводом к началу революции послужили события 9 января 1905 г. Этапы и основные события революции: Январьсентябрь 1905 г. – развитие революции по восходящей линии.
34436. Россия в 1906 – 1914 гг. Реформы П.А.Столыпина. Направления, итоги и значение аграрной реформы 32.5 KB
  начала работу I Государственная дума. Аграрную реформу должна была утвердить Государственная дума. начала работу II государственная дума. Дума отказалась утвердить Указ 9 ноября и занялась собственным законотворчеством.
34437. Участие России в первой мировой войне: причины, роль Восточного фронта, последствия 32.5 KB
  Причины первой мировой войны: обострение противоречий между великими державами в борьбе за передел мира образование двух противоборствующих блоков – Тройственного союза и Антанты. Таким образом за три года войны ни одна из сторон не достигла решающего перевеса. Последствия войны для России: Экономический кризис. За годы войны окрепла экономическая мощь и политические позиции буржуазии.
34438. Революционные события 1917 г.: свержение самодержавия, кризисы Временного правительства, приход к власти большевиков. Первые преобразования Советской власти 37 KB
  : свержение самодержавия кризисы Временного правительства приход к власти большевиков. Первые преобразования Советской власти. В ходе революции были созданы 2 органа власти: Петроградский Совет во главе с меньшевиком Чхеидзе Временное правительство во главе с князем Львовым состоявшее из буржуазных деятелей Государственной Думы. Было ликвидировано самодержавие в стране сложилось двоевластие.
34439. Гражданская война в России: причины, участники, этапы, итоги 32.5 KB
  Восстал Чехословацкий корпус Большевики начинают создание Красной армии Лето 1918 – осень 1920 гг. – фронтовой этап военное противостояние Красной армии и белого движения. Большевики вводят всеобщую воинскую повинность для рабочих и беднейших крестьян в Красной армии вводилась строгая дисциплина привлекались старые военспецы. Красная армия разбила армии Юденича Колчака и Деникина Апрельоктябрь 1920 г.
34440. Новая экономическая политика: мероприятия и итоги 35 KB
  Оценки сущности и значения нэпа. началось восстание моряков в Кронштадте Основным содержанием нэпа стало широкое использование рыночных отношений. Итоги нэпа: Быстро восстанавливался довоенный уровень промышленности и сельского хозяйства был ликвидирован транспортный кризис Развивалась частная инициатива появился слой предпринимателей нэпманов Стабилизировалась финансовая система Полки магазинов заполнились товарами Выросла безработица уровень жизни большинства народа оставался низким Противоречивость нэпа: в экономике:...
34441. Образование СССР: причины и принципы создания союза 34 KB
  После гражданской войны на месте бывшей Российской империи появились новые государства: Финляндия Польша Латвия Стали независимыми государствами с буржуазными правительствами Литва Эстония Россия Украина Стали Советскими республиками Белоруссия Закавказская Федерация Бухарская республика Хорезмская республика Дальневосточная республика Предпосылки образования СССР: Экономическая взаимозависимость республик которые раньше существовали в рамках одного государства Необходимость противостоять общим врагам Все...
34442. Строительство социализма в СССР в 1920 – 1930-е гг.: становление тоталитарного режима, проведение индустриализации и коллективизации, культурная революция 42.5 KB
  В середине 20х годов перед советским государством встала задача модернизации экономики и превращения СССР из аграрноиндустриальной страны в индустриальную. СССР мог производить любой вид промышленной продукции Индустриализация тяжело отразилась на положении крестьян. С одной стороны был сделан гигантский скачок в развитии страны СССР вышел на 2 место в мире по производству промышленной продукции.
34443. Великая Отечественная война 1941 – 1945 гг.: основные этапы, события и итоги. Источники и значение победы 43 KB
  Этапы войны: 22 июня 1941 г. Причины неудач Красной Армии в первые месяцы войны: Неожиданность нападения Германии войска не были приведены в полную боевую готовность; Не было завершено перевооружение Красной Армии новую технику не успели освоить. В начале войны многие части не имели связи со своими штабами что затрудняло получение сведений о враге и приводило к окружению и плену. Центральным событием начального этапа войны стала битва за Москву 30 сентября – 56 декабря 1941 г.