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AD/DA介绍

硬件电路模型

硬件电路

运算放大器

DA原理

T型电阻网络DA转换器

PWM型DA转换器

AD原理

逐次逼近型AD转换器

AD/DA性能指标

XPT2046

XPT2046时序

AD（Analog to Digital）：模拟-数字转换，将模拟信号转换为计算机可操作的数字信号。有时候我们也把AD叫做ADC（C是转换器converter的缩写）。比如说模拟电压，单片机是数字信号，数字信号是只有0V和5V两种状态，如果说输入个2.5V时，那我们怎么读它呢？它是属于高电平还是低电平呢？这时候，我们要读它就需要用一个AD转换器，将2.5V转换为一个数字存储在空间里。这就是AD转换的一个作用。

DA（Digital to Analog）：数字-模拟转换，将计算机输出的数字信号转换为模拟信号。有时候我们也把DA叫做DAC（C是转换器converter的缩写）。DA是反过来的，它是数字到模拟转化。比如说单片机只能输出高电平和低电平（5V和0V），我们怎么输出1V，2V和3V呢？我们要输出一个数据，然后通过DA把这个数据转化为一个电压。这就是DA的作用。

AD/DA转换打开了计算机与模拟信号的大门，极大的提高了计算机系统的应用范围，也为模拟信号数字化处理提供了可能。

上面第一张图是光敏电阻，阻值会随着光线的变化而变化。

第二张图是热敏电阻，阻值会随着温度的变化而变化。如果我们把上图的光敏电阻换成热敏电阻，也就可以获取热敏电阻这一点的电压，从而可以知道温度的高低。

第三张图是麦克风，也可以通过这种电阻分压的形式，将人说话的声音信号转换为一个电压信号，然后通过电压采集，那数字系统就可以采集到这个声音信号了。

第四张图是一个扬声器（麦克风），像我们电脑里存的数字音乐就是数字信号，怎么才能将它输出到扬声器进行播放呢？就需要DA将这个数字信号代表的电压转换成实际的电压，形成一个连续的电压波形，再送给麦克风，这样就可以听到数字信号储存的音乐了。

AD/DA在开发板的这里

PS：模拟量和数字量是成正比的，比如说模拟量是0V，则数字量就是0；如果模拟量是5V，则数字量就是255；如果模拟量是2.5V，则数字量就是255/2；

DA的应用一般可以用PWM来代替，所以DA的使用没有AD广泛。

AD转换通常有多个输入通道，用多路选择开关连接至AD转换器，以实现AD多路复用的目的，提高硬件利用率

AD/DA与单片机数据传送可使用并口（速度快、原理简单），也可使用串口（接线少、使用方便）

可将AD/DA模块直接集成在单片机内，这样直接写入/读出寄存器就可进行AD/DA转换，单片机的IO口可直接复用为AD/DA的通道

我们开发板上的原理图上的AD芯片：

原理图上的DA芯片：

但是我们这一篇主要介绍ADC0809和DA0832，这两个芯片是比较老旧的，但是它比较经典。所以我们主要了解它们的原理，实际应用的话还是可以用现在新的一些开发板上的AD、DA芯片。

ADC0809：

DA0832：

先看ADC0809的内部框图和实际芯片

再看DA0832的芯片引脚图和内部框图：

在介绍AD/DA的原理之前先介绍一下运算放大器

运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的放大电路单元。内部集成了差分放大器、电压放大器、功率放大器三级放大电路，是一个性能完备、功能强大的通用放大电路单元，由于其应用十分广泛，现已作为基本的电路元件出现在电路图中

运算放大器可构成的电路有：电压比较器、反相放大器、同相放大器、电压跟随器、加法器、积分器、微分器等

运算放大器电路的分析方法：虚短、虚断（负反馈条件下）

其实对于运放的初学者，只需要记住下面这一张图基本可以解决很多问题了。

首先这是电路中运放的符号，主体是一个三角形，上面有5个引脚

这两个是电源

上正下负，分别可以接5V和-5V

也可以分别接5V和地，一般来说这种接法是比较多的

这两个是输入

这个是输出

这是运放的传输特性图

运放的内部工作我们可以认为里面是一个开关，这个开关可以打到VCC即5V的一边，也可以打到GND即0V的一边。

那这个开关什么时候打到VCC这边或GND的一边呢？

这取决于Up和Un的差值。

当Up>Un时，（开关打到VCC）则输出电压就接近于正电源电压Uout=5V

当UpUp，运放就输出低电平

没有光照时，Un