单片机在用于实时控制系统时，有时会遇到控制对象需用模拟量来控制的情况，如 DDZ 电动组合单元仪表、变频调速器等，此时，就需要把计算机运算处理的结果（数字量）转换为 相应的模拟量，以便操纵控制对象，这一过程即为“数/模转换”D/A（Digit to Analog）。能实 现 D/A 转换的器件称为 D/A 转换器或 DAC，CPU 与 DAC 的接口是计算机与外界联系的重要 接口。
3.5.1 DAC 电路原理
D/A 转换是数字量信号转换成与之成正比的模拟量。 一个二进制数是由各位代码组合起来
VR 与 V0 的电压符号正好相反。即要使输出电压 V0 为正，则 VR 必须为负。
图 318 T 形电阻网络 D/A 转换原理
D/A 输出电压值的大小不仅与二进制数有关，而且与运算放大器的反馈电阻 RF、基准电 压 VR 有关，当 D/A 设置为满刻度值时，可以通过这两个参数调整电压的最大输出值。
3.5.1.2 D/A 转换器的主要技术指标 l．D/A 转换速度
D/A 转换器从输入二进制数到转换成模拟量电压输出的过程， 需要经历一定的时间， 这就 是 D/A 转换的速度，不同类型的 D/A 转换速度多数是不同的，但一般均在几十微秒到几百微 秒的范围内。
由于计算机的运行速度高于 D/A 转换速度，所以无论是什么类型的 D/A 转换器，都必须 在接口中安置锁存器，使短暂的输出信号锁存，为 D/A 转换器提供足够时间稳定的数字信号。
2．D/A 转换精度
D/A 转换精度主要决定于输入 D/A 转换器的二进制位数。例如 4 位 D/A 转换器的相对误 差为 1/16，而 8 位 D/A 转换器的相对误差为 l/256。显然，二进制位数越多，精度越高。此外，
基准电压的稳定精度也直接影响转换精度。
3.5.2 典型 D/A 转换器及接口
D/A 转换器有很多现成的集成电路芯片，只需要掌握典型的 DAC 集成电路性能及其与单 片机之间接口的基本知识，就可以根据应用系统的要求，合理选取 DAC 集成电路芯片，并配 置适当的接口电路。
3.5.2.1 8 位 D/A 转换器 DAC0832
DAC0832 是使用较多的一种 8 位 D/A 转换器，其引脚如图 319 所示。
图 319 DAC0832 的引脚 1．DAC0832 的结构和引脚
DAC0832 主要由两个 8 位寄存器和一个 8 位 D/A 转换器组成。使用两个寄存器（输入寄 存器和 DAC 寄存器）的好处是可以进行两次缓冲操作，使该器件的操作有更大的灵活性。
DAC0832 的转换原理与 T 形解码网络电路一样。
DAC0832 芯片为 20 脚双列直插式封装，各引脚功能如下：
l DI0～DI7：数据输入线，TTL 电平，有效时间应大于 90ns；
l ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；
l CS：片选信号输入线，低电平有效；
l WR1：输入寄存器的写选通输入线，负脉冲有效，脉冲宽度应大于 500ns，当 CS 为 0，ILE 为 l 且 WR1 有效时，DI0～DI7 状态被锁存到输入寄存器；
l XFR：数据传输控制信号输入线，低电平有效；
l WR2：DAC 寄存器写选通输入线，负脉冲有效，脉冲宽度应大于 500ns，当 XFER 为 0 且 WR2 有效时，输入寄存器的状态被传送到 DAC 寄存器中；
l Iout1：电流输出线，当输入全为 1 时，Iout1 最大；
l Iout2：电流输出线，其值和 Iout1 值之和为一常数；
l Rfb：反馈信号输入线，芯片内部有反馈电阻；
l Vcc：电流电压线，范围为+5V～+15V；
l Vref：基准电压输入线，Vref 范围为－10V～+10V；
l AGND：模拟地，为模拟信号和基准电源的参考地；
l DGND：数字地，为工作电源地和数字逻辑地，两种地线在基准电源处一点共地比较 恰当。
DAC0832 是电流型输出，应用时需外接运算放大器使之成为电压型输出。
2．DAC0832 的应用
根据对 DAC0832 的输入寄存器和 DAC 寄存器的不同控制方法，可有 3 种工作方式：单
缓冲方式、双缓冲方式和直通方式。下面介绍前两种方式的接口及应用。
（1）单缓冲方式的应用。
此方式适用于只有一路模拟量输出或几路模拟量非同步输出的情形。在这种方式下，将 二级寄存器的控制信号并接， 输入数据在控制信号作用下， 直接打入 DAC 寄存器中。 如图 320 所示为 0832 在这种方式下与 89C51 的连接方法。
图 320 0832 在单缓冲方式下与 89C51 的接口
图 320 中，ILE 接+5V，片选信号 CS 和传送信号 XFER 都连到 P2.7，这样输入寄存器和 DAC 寄存器的地址都是 7FFFH。写选通线 WR1 和 WR2 都和 89C51 的写信号 WR 接，CPU 对 0832 执行一次写操作，则把一个数据直接写入 DAC 寄存器，0832 的输出模拟信号随之对应 变化。
D/A 转换器的基准电压 Vref 取自基准电源 MC1403 的输出分压。 MC1403 称带隙基准电源，
其最大优点是高精度低温漂，输入电压在 4.5V～15V 之间，输出电压在 2.5V 附近。最大输出 电流为 10mA。
根据图 320，可以编出许多种波形输出的 D/A 转换程序，程序如下：
① 锯齿波。
START: MOV DPTR,#7FFFH ;选中 DAC0832 MOV A,#00H
LP: MOVX @DPTR,A ;向 0832 输出数据
INC A ;累加器值加 1
JR LP
若要改变锯齿波的频率，只需在 JR LP 前插入延时程序即可。
② 三角波。
START: MOV DPTR,#7FFFH ;选中 DAC0832 MOV A,#00H
UP: MOVX @DPTR,A INC A
JNZ UP ;上升到 A 中为 FFH
DOWN: DEC A
MOVX @DPTR,A
JNZ DOWN ;下降到 A 中为 00H
SJMP UP ;重复
③ 矩形波。
START: MOV DPTR,#7FFFH
LP: MOV A,#dataH ;输出矩形波上限 MOVX @DPTR,A
LCALL DELH ;调高电平延时程序
MOV A,#dataL ;置输出矩形波下限 MOVX @DPTR,A
LCALL DELL ;调低电平延时程序
SJMP LP ;重复
④ 梯形波。
START: MOV DPTR,#7FFFH
LI: MOV A,#dataL ;置下限 UP: MOVX @DPTR,A
INC A CLR C
SUBB A,#dataH ;与上限比较 JNC DOWN
ADD A,#dataH SJMP UP
DOWN: CALL DEL ;调上限延时程序
L2: MOVX @DPTR,A DEC A
SUBB A,#dataL ;与下限比较 JC L1
SJMP L2
（2）双缓冲方式的应用。
DAC0832 也可方便地工作于双缓冲器工作方式， 这是用于同时输出几路模拟信号的场合。
此时，每一路模拟量输出需一片 DAC0832，构成多个 0832 同步输出系统。图 321 为 0832 按 双缓冲工作方式与 89C51 连接形成的二路模拟信号同步输出的图形显示应用系统。
图 321 中，0832 的输入寄存器的锁存信号和 DAC 寄存器的锁存信号是分开控制的，
1#0832 的输入寄存器地址为 7FFFH， 2#0832 的输入寄存器地址为 0BFFH， 1#和 2#0832 的 DAC 寄存器地址均为 00FBH，1#和 2#0832 的输出分别接图形显示器的 X 和 Y 偏转放大器输入端。
图 321 0832 在双缓冲方式下与 89C51 的接口
工作时，先将要输出的 X、Y 数据分别送入 l#和 2#0832 的输入寄存器，然后发传送命令，
则各输入寄存器的数据被同时送入 DAC 寄存器中，由 DAC 转换电路进行转换，在各输出端 就能获得同步模拟信号。
执行下段程序，将使图形显示器的光点更新位置。
ORG 2000H MOV DPTR,#00FEH MOV A,#datax
MOVX @DPTR,A ;datax 写入 1#0832 输入寄存器 MOV DPTR,#00FDH
MOV A,#datay
MOVX @DPTR,A ;datay 写入 2#0832 输入寄存器 MOV DPTR,#00FBH
MOVX @DPTR,A ;l#和 2#输入寄存器内容同时传送到 DAC 寄存器中 3.5.2.2 10 位 D/A 转换器 AD7520
AD7520 是一种价廉、 低功耗、 不带数据锁存器的 10 位 D/A 转换电路， 其内部是由 CMOS 电流开关和梯形电阻网络构成，结构简单、通用性好、配置灵活，且有 10 位中等分辨率，故 至今仍在使用。
1．AD7520 的引脚
AD7520 的引脚如图 322 所示。D1～D10 为数据输入线，D1 为高位，D10 为低位。Vcc 为主电源输入端（5～15V），VR 为参考电压输入端（－10V～+10V），RF 为反馈输入端，GND 为数字地，Iout1、Iout2 为电流输出端。
图 322 AD7520 的引脚图
由于 AD7520 是电流输出，通常接运算放大器来转换成电压输出，如图 323 中所示为 AD7520 单极性输出电路。
图 323 AD7520 与 89C51 的接口 2．AD7520 和 89C51 的接口
AD7520 内部不带锁存器，故必须通过 I/O 与单片机连接，由于单片机的字长是 8 位，一 次只能传送 8 位数据，必须进行两次操作才能把完整的 10 位数据送入 AD7520。由于 10 位数 据分两次输出，输出电压会产生毛刺现象。因此，为消除这一现象，必须采用图 323 所示的 双缓冲结构，虽然数据也是分两次输出，但 10 位数据能同时到达 AD7520 的数据输入端。
输出一个新的模拟量的程序如下：
MOV DPTR,#OBFFFH MOV A,#dataH
MOVX @DPTR,A ;高 2 位数据送第一级 74LS74 MOV DPTR,#7FFFH
MOV A,#dataL ;低 8 位数据送 74LS377