用单片机设计A/D、D/A转换器

OUT即为8bit 的D/A输出。PWM的滤波电路由0、2、1组成，其时间常数根据PWM的周期选定，与具体应用中对D/A转换要求的速度和编程有关。由于PIC16C62×的高速RISC精简指令，D/A转换速度可达到400Kbit /s以上。DD的温漂要求尽量小。OUT可根据需要进行放大或电平变换。
  
3 A/D转换器

如图1所示，把前述D/A转换输出的OUT模拟信号接到PIC16C62×内部的一个比较器的同相端，待转换模拟信号接到比较器的反相端，这就构成一个典型的逐次逼近型A/D转换器。其原理在许多教科书里讲得非常清楚，本文不再详述。  

由于PIC16C62×具有比较器中断功能，充分利用比较器中断可提高编程效率及提高A/D转换速度。定义一个PIC16C62×的数据存储器单元作为A/D转换结果数据寄存器，启动A/D转换之前在此寄存器内预置一个经验数据，采用前述D/A转换的方法将此数据转换成OUT电平，OUT电平与待转换模拟信号电平进行比较。比较器的同相端电平高于反相端电平时， 比较器输出逻辑“1”，并产生一次中断。比较器的同相端电平低于反相端电平时，比较器输出逻辑“0”，也产生一次中断。比较器输出逻辑状态“1”或“0”可从其特殊功能寄存器的相关位查询获取。在比较器中断程序中，根据查询结果逐次修改“A/D转换结果数据寄存器”中的数据，使OUT电平逐次逼近并最终收敛于待转换模拟信号电平，收敛时数据寄存器中的值即为A/D转换结果。收敛算法的优劣是提高A/D转换速度的关键，这与具体应用场合及外围电路参数相关。不过，大多数家电产品应用中被转换的模拟信号为低速缓慢变化信号，对A/D转换速度的要求并不高。因此，对收敛算法的要求不高，通常采用从MSB至LSB逐次进行比较的算法。另外，待转换模拟信号须经过电平变换，使其变化范围与OUT电平的变化范围相一致。  

4 小结

PIC16C62×系列单片机内部有两个独立的模拟比较器，并且其数字I/O口具备直接驱动发光二极管与LED数码管的能力。采用本文所述的A/D、D/A转换器原理的应用电路只占用其内部一个模拟比较器、一个基准源、4个引脚的资源，外围电路也很简单，应用系统容易做到体积小、可靠性高、性价比好。缺点是A/D、D/A的转换速度较慢并占用单片机的大量时间资源，适合于低速变化的信号应用。