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(diào)節(jié)

自帶模擬測試信號，可通過（U20）調(diào)節(jié)測試信號幅值大小

二. 模數(shù)轉(zhuǎn)換（AD轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成數(shù)字信號。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個多位的數(shù)字信號。由于數(shù)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(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)。比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)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(zhuǎn)換器
2）差分參考輸入電壓
3）最大轉(zhuǎn)換時間17us

2.實驗原理

注意：TLC549是 TI公司生產(chǎn)的一種低價位、高性能的8位 A/D轉(zhuǎn)換器，它以8位開關(guān)電容逐次逼近的方法實現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換速度小于 17us，最大轉(zhuǎn)換速率為 40000HZ，4MHZ典型內(nèi)部系統(tǒng)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(shù)據(jù)控制。TLC549的I/O時鐘被指定至1.1MHz。

時序圖

當(dāng) CS 為高時，數(shù)據(jù)輸出(DATA OUT)端處于高阻狀態(tài)，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(nèi)部電路在測得 CS 下降沿后，再等待兩個內(nèi)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(zhuǎn)換結(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換位。保持功能將持續(xù) 4 個內(nèi)部時鐘周期，然后開始進行32 個內(nèi)部時鐘周期的 A/D 轉(zhuǎn)換。第 8 個 I/O CLOCK 后， CS 必須為高，或?qū)?I/O CLOCK 保持低電平，這種狀態(tài)需要維持 36 個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。如果 CS 為低時 I/O CLOCK 上出現(xiàn)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(xiàn)一次有效低電平，則將使引腳重新初始化， 從而脫離原轉(zhuǎn)換過程。在 36 個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期結(jié)束之前，實施步驟 (1)－(4)，可重新啟動一次新的 A/D 轉(zhuǎn)換，不此同時，正在進行的轉(zhuǎn)換終止，此時的輸出是前一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果而不是正在進行的轉(zhuǎn)換結(jié)果。若要在特定的時刻采樣模擬信號，應(yīng)使第 8個 I/O CLOCK 時鐘的下降沿不該時刻對應(yīng)，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?zāi)康?/p>

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(zhuǎn)動模擬量控制器（U20），通過 TLC549 芯片的 AD 轉(zhuǎn)換，將相應(yīng)的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并將數(shù)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(zhuǎn)換，將相應(yīng)的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并將數(shù)字量顯示在LCD1602上。

4. 實驗結(jié)果

調(diào)節(jié)U20，可觀察到LCD1602上的數(shù)字在不斷變化

三. 數(shù)模轉(zhuǎn)換（DA轉(zhuǎn)換）

1. 知識背景

DA芯片采用的是TLC5615,該芯片的功能為將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模塊。
芯片主要性能：
1）10bitD/A轉(zhuǎn)換器
2）電壓輸出范圍為2倍參考電壓
3）數(shù)據(jù)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(yīng)關(guān)系

數(shù)字信號格式

根據(jù)數(shù)據(jù)手冊，我們可以知道DA的位寬是10bit,參考電壓(Vrefin)是2.048V。數(shù)據(jù)手冊第8頁根據(jù)公式：Vout=2Vrefindata/1024。當(dāng)data=1024時最大輸出是4.096V，當(dāng)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

3. 實驗?zāi)康?/p>

輸出頻率為1HZ占空比為50%，幅值為4V的方波信號。由于模擬輸出管腳接了一個LED指示燈，可以觀察到LED閃燈現(xiàn)象，用示波器可觀測到方波信號

4. 實驗現(xiàn)象

四. 代碼結(jié)構(gòu)分析

該例程包括三個文件夾

Project 工程文件夾，里面有QuartusII工程文件

Source 源碼文件夾，包括所有.v文件

Sim 仿真文件夾，里面包含仿真測試文件以及批處理文件
源碼分析