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一. 硬件資源

AD芯片（TLC549）

DA芯片（TLC5615）

LCD1602/LCD12864接口

6個獨立按鍵

液晶背光可通過電位器（U6）調節

自帶模擬測試信號，可通過（U20）調節測試信號幅值大小

二. 模數轉換（AD轉換）

1.知識背景

AD芯片采用TLC549，該芯片的功能為將模擬信號轉換成數字信號。通常的模數轉換器是將一個輸入電壓信號轉換為一個多位的數字信號。由于數字信號本身不具有實際意義，僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準。比較常見的參考標準為最大的可轉換信號大小。而輸出的數字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小
芯片主要性能：
1）8位分辨率A/D轉換器
2）差分參考輸入電壓
3）最大轉換時間17us

2.實驗原理

注意：TLC549是 TI公司生產的一種低價位、高性能的8位 A/D轉換器，它以8位開關電容逐次逼近的方法實現 A/D轉換，其轉換速度小于 17us，最大轉換速率為 40000HZ，4MHZ典型內部系統時鐘，電源為 3V至 6V。TLC549的使用只有輸入/輸出時鐘（ I/O時鐘）以及芯片選擇（ CS）輸入的數據控制。TLC549的I/O時鐘被指定至1.1MHz。

時序圖

當 CS 為高時，數據輸出(DATA OUT)端處于高阻狀態，此時 I/O CLOCK不起作用。這種 CS 控制作用允許在同時使用多片 TLC549 時，共用 I/O CLOCK，以減少多路 (片)A/D 并用時的 I/O 控制端口。
通常的控制時序為：

將 CS 置低。內部電路在測得 CS 下降沿后，再等待兩個內部時鐘上升沿和一個下降沿后，然后確認這一變化，最后自動將前一次轉換結果的最高位(D7)位輸出到 DATA OUT 端上。

前四個 I/O CLOCK 周期的下降沿依次移出第 2、 3、 4 和第 5 個位(D6、D5、D4、 D3)，片上采樣保持電路在第 4 個 I/O CLOCK 下降沿開始采樣模擬輸入。

接下來的 3 個 I/O CLOCK 周期的下降沿移出第 6、 7、 8(D2、 D1、 D0) 個轉換位。

最后，片上采樣保持電路在第 8 個 I/O CLOCK 周期的下降沿將移出第 6、7、 8(D2、 D1、 D0)個轉換位。保持功能將持續 4 個內部時鐘周期，然后開始進行32 個內部時鐘周期的 A/D 轉換。第 8 個 I/O CLOCK 后， CS 必須為高，或將 I/O CLOCK 保持低電平，這種狀態需要維持 36 個內部系統時鐘周期以等待保持和轉換工作的完成。如果 CS 為低時 I/O CLOCK 上出現一個有效干擾脈沖，則微處理器/控制器將不器件的 I/O 時序失去同步；若 CS 為高時出現一次有效低電平，則將使引腳重新初始化，從而脫離原轉換過程。在 36 個內部系統時鐘周期結束之前，實施步驟 (1)－(4)，可重新啟動一次新的 A/D 轉換，不此同時，正在進行的轉換終止，此時的輸出是前一次的轉換結果而不是正在進行的轉換結果。若要在特定的時刻采樣模擬信號，應使第 8個 I/O CLOCK 時鐘的下降沿不該時刻對應，因為芯片雖在第 4 個 I/O CLOCK 時鐘下降沿開始采樣，卻在第 8 個 I/O CLOCK 的下降沿開始保存。

原理圖

3. 實驗目的

該模塊可以工作在兩種模式。
1）測試模式
用跳線帽將J33的AIN_TEST和ADC_IN兩個腳短接。轉動模擬量控制器（U20），通過 TLC549 芯片的 AD 轉換，將相應的模擬量轉化為數字量，并將數字量顯示在LCD1602上。
2）工作模式
J33不用跳線帽短接。外部模擬信號接入BNC（ADC_IN），通過 TLC549 芯片的 AD 轉換，將相應的模擬量轉化為數字量，并將數字量顯示在LCD1602上。

4. 實驗結果

調節U20，可觀察到LCD1602上的數字在不斷變化

三. 數模轉換（DA轉換）

1. 知識背景

DA芯片采用的是TLC5615,該芯片的功能為將數字信號轉換成模塊。
芯片主要性能：
1）10bitD/A轉換器
2）電壓輸出范圍為2倍參考電壓
3）數據更新速度最高為1.21Mhz

2. 實驗原理

時序圖

模擬輸出公式及對應關系

數字信號格式

根據數據手冊，我們可以知道DA的位寬是10bit,參考電壓(Vrefin)是2.048V。數據手冊第8頁根據公式：Vout=2Vrefindata/1024。當data=1024時最大輸出是4.096V，當data=0時最小輸出是0V。由于原理圖中，我們給的參考電壓是3.3V，如果我們要輸出最大電壓，data=Vout*1024/2/Vrefin,Vout=4.096,Vrefin=3.3,那么data=636。

原理圖