统计学中方差计算公式AD转换与DA转换实验

2020年10月30日发(作者：陶盛德)


XX学院
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姓 名
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日 期


实验报告



一、实验内容与要求
1.1 实验内容
本次实验包括AD转换实验与DA转换实验。
(1) AD转换实验：编写实验程序，将AD C单元中提供的0V~5V信号源作为ADC0809的
模拟输入量，进行AD转换，转换结果通过变量 进行显示；
(2) DA转换实验：设计实验电路图实验线路并编写程序，实现 DA 转换，要求产生锯齿
波、脉冲波，自行设计波形，并用示波器观察电压波形。
1.2 实验要求
(1) AD转换实验：将ADC单元中提供的0V~5V信号源作为ADC0809的模拟 输入量，进
行AD转换，转换结果通过变量进行显示。同时可以使用万用表对比判断结果是否正
确；
(2) DA转换实验：实现 DA 转换，通过编程，自行设计一个波形，在示波器上显示并观
察波形。
二、实验原理与硬件连线
2.1 实验原理
ADC0809 包括一个 8 位的逐次逼近型的 ADC 部分，并提供一个 8 通道的模拟多路开关
和联合寻址逻辑。用它可直接输入8个单端的模拟信号，分 时进行AD转换，在多点巡回检测、
过程控制等应用领域中使用非常广泛。ADC0809 的主要技术指标为：
分辨率：8 位
单电源：＋5V
总的不可调误差：±1LSB
转换时间：取决于时钟频率
模拟输入范围：单极性 0～5V
时钟频率范围：10KHz～1280KHz
ADC0809的外部管脚如图4-1所示，地址信号与选中通道的关系如表4-1所示。

1

A
D
C
0
8
0
9

图4-1ADC0809外部引脚图
表4-1地址信号与选中通道的关系
地址
A
0
0
0
0
1
1
1
1
模／数转换单元电路图如图4-2所示：
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
选中通道
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7

2

26
21
D7
20
19
IN0
IN1
IN-0msb2-1
27
28
IN-1
IN-2
IN-3
IN-4
IN-5
IN-6
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
1
2
3
4
5
IN7
AD
+5V
510
IN-7
1 6
ref(-)
15
ref(+)
A
D
C
0
8
0
9
2-2
D6
D5
D4
D3
2-3
2-4
2-5
2-6
18
8
15
14
17
7
25
D2
D1
D0
EOC
A
+5V2-7
lsb2-8
EOC
ADD-A
+5V
ADD-B
ADD-C
ALE
ENABLE
START
CLOCK
24
23
10K
U7042A
3
2
ADJ
+5V
B< br>C
START
22
9
6
1
U7042B
4< br>74LS02
74LS02
6
5
10

图4-2 模／数转换单元电路图

DA 转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是：接收、 保持和转换的数字信
息，不存在随温度、时间漂移的问题，其电路抗干扰性较好。大多数的DA转换器接 口设计主
要围绕 DA 集成芯片的使用及配置响应的外围电路。
DAC0832是8位芯片 ，采用CMOS工艺和R-2RT形电阻解码网络，转换结果为一对差动
电流Iout1和Iout2输 出，其主要性能参数如表4-2示，引脚如图4-3所示。
CS
VCC
ILE
WR1
AGND
D3
D2
D1
D
A
C
0
8
3
2
WR2
XREF
D4
D5
D6D7
D0
VREF
RFB
IOUT1
DGNDIOUT2

图4-3 DAC0832引脚图
表4-2 DAC0832性能参数

3

性能参数
分辨率
单电源
参考电压
转换时间
满刻度误差
数据输入电平
DA 转换单元实验电路图如图 4-4所示：

参数值
8位
+5V~+15V
+10V~-10V
1US
±1LSB
与TTL电平兼容
V (+12)
510
V(-12)
VCC
D0
7
20
Vcc
Iout1
11
104
104
V(-12)
2
3
-
+
1
LM324
V(+12)
10K
lsb DI0
DI1
6
D1
5
D2
4
D3
DI2
Iout2
Rfb
12
9
10K
6
5
7< br>-
+
LM324
OUT
DI3
16
15
14
13
Vref
ILE
WR2
8
19
18
2
WR_DA
VCC
D4
D5
D6
DI4
DI5DI6
WR1
D7
CS
msbDI7
CS
XferGND
DAC0832
GND
3
1
17
10

图 4-4DA 转换单元实验电路图

2.2 硬件连线
(1) AD转 换实验：将IOY0（0600H）与AD转换单元的CS相连接。AD转换单元的ABC
三个接口均接 地，及选中IN0。具体连线见图4-5。

4

+5V
XD0
系
统
总
线
.
.
.
XD7
.
.
.
.
.
.
D0
IN0
.
.
.
D7
WR
A
ADJ
10K
GND
IOW#
IOR#RD
IOY3CS
B
CLKCLK
AD转换单元
C
GND

图4-5AD转换实验接线图
(2) DA转换实验：系统总线IOY0接 DA转换单元CS，IOY3接AD转换单元CS。AD
转换单元的IN0接DA转换单元的OUT， ABC三口均接地，其他类似于AD转换实
验接线。具体连线如图4-6。
XD0
.
.
.
XD7
.
.
.
.
.
.
D0
.
.
.
D7
OUT
IOW#
IOY0
系
统
XD0
总
.
线
.
.
XD7
WR
CS
D0
DA转换单元
IN0
.
.
.
.
.
.
.
.
.
D7
IOW#
WR
A
IOR#RD
IOY3CS
B
CLKCLK
AD转换单元
C
示波器辅助电路

图4-6DA转换实验接线图

5

三、设计思路、步骤和程序流程图
3.1 设计思路
(1) 实现 DA 转换， 自己设计一个波形AD转化实验：设置全局变量VALUE，不断循环
更改滑动变阻器大小，启动AD转 换，延迟一段时间，读入AD输出到VALUE。
(2) DA转换实验：按书上示意图将硬件连线后 ，通过向DA单元输入近似连续变化的数
字量，即可生成波形。
3.2 实验步骤
(1) AD转换实验：
1．按图4-5连接实验线路。
2．编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。．
3．将变量VALUE添加到变量监视窗口中。
4．在JMP START语句行设置断点，使用万用表测量ADJ端的电压值，计算对应的采
样值，然后运行程序。
5．程序运行到断点处停止运行，查看变量窗口中VALUE的值，与计算的理论值进行
比较， 看是否一致（可能稍有误差，相差不大）。
6． 调节电位器，改变输入电压，比较VALUE与计算值，反复验证程序功能。
(2) DA转换实验：
1． 实验接线图如图4-6所示，按图接线。
2． 编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。
3．运行程序，用示波器测量DA的输出，观察实验现象。
4．自行编写实验程序，产生自定义波形，使用示波器观察输出，验证程序功能。
四、程序清单与执行结果
4.1 程序清单
(1) AD转换实验代码
SSTACK

SEGMENT STACK
DW 32 DUP(?)
ENDS
6
SSTACK



PUBLIC VALUES
DATA SEGMENT
VALUES DB ?
DATA ENDS

CODE

SEGMENT
ASSUME CS:CODE, DS:DATA
START: MOV AX, DATA




P1: OUT DX, AL












CALL DELAY
MOV DX, 0600H
IN AL, DX
MOV VALUES, AL
JMP P1




MOV DS, AX
MOV AX, 0000H
MOV DX, 0600H
DELAY: PUSH CX
MOV CX, 100H
PDELAY:
LOOP PDELAY



CODE ENDS
END START


POP CX
RET
(2) DA转换实验代码
SSTACK

SEGMENT STACK
DW 32 DUP(?)
ENDS
7
SSTACK


CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
START: MOV DX, 0680H
OUT DX, AL
MOV DX, 0600H
MOV BX, 00H
SOL: CALL P1
CALL P2
CALL P3
CALL P4
JMP SOL

P1: MOV CX,20H
MOV AL, 00H
LP1: OUT DX, AL
CALL DELAY
ADD AL, 01H
LOOP LP1
RET

P2: MOV CX,20H
MOV AL, 0FFH
LP2: OUT DX, AL
CALL DELAY
SUB AL, 01H
LOOP LP2
RET

P3: MOV CX,20H
MOV AL, 0DFH
LP3: OUT DX, AL
CALL DELAY

8









SUB AL, 00H
LOOP LP3
MOV CX,20H
MOV AL, 0FFH
OUT DX, AL
CALL DELAY
SUB AL, 01H
LOOP LP4
RET

P4:

LP4:










DELAY: PUSH CX
MOV CX, 8FFH
PDELAY:
LOOP PDELAY






POP CX
RET

CODE ENDS
END START
4.2 执行结果
(1) AD转换实验结果
如图4-9，电压是4.900V。

图4-9 AD转换实验结果

9

改变电阻之后，如图4-10，电压为0.095V。

图4-10 AD转换实验结果
(2) DA转换实验结果
自定义波形结果如图4-11和4-12所示。

图4-11自定义猫耳朵波形

图4-11自定义城堡波形

10

五、程序调试说明和实验感想
5.1 调试说明
在AD转换实验中，逐渐增加电 阻，电压逐渐减少到0V，符合电路结果。在DA转换实
验中，我先尝试了一些简单的图形，发现断位会 被一条竖线直接连上，然后利用这个特性，先
实现了直线型和阶梯型，然后尝试了城堡型和猫耳朵。
5.2 实验感想与收获
本次实验尝试了AD转换芯片和DA转换芯片，在DA实验中，在具 体操作的时候遇到了许多
的问题。从波形混乱到波形偏差，不断更正方法，终于得到了自己较为满意的图 形，过程中，
一些失误的代码也创造出了意想不到的有趣的图形。通过这次实验，让我对波形显示有了更 深
刻的理解，熟悉了AD转化和DA转化的操作流程。
5.3 实验特色
尝试了多种波形，从一开始最简单的阶梯型，尝试城堡型，最后尝试了特色猫耳朵型。
5.4 展望
实现正弦波形。

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