电子科技大学中山学院学生实验报告
院别：电子信息学院 课程名称：微处理器实验
第二篇：实验一 AD和DA转换
实验一 A/D与D/A转换
一、实验目的
1．通过实验了解实验系统的结构与使用方法；
2．通过实验了解模拟量通道中模数转换与数模转换的实现方法。
二、实验设备
1．THTJ-1型计算机控制技术实验箱
2．THBXD数据采集卡一块(含37芯通信线、16芯排线和USB电缆线各1根)
3．PC机1台(含上位机软件“THTJ-1”)
三、实验内容
1．输入一定值的电压，测取模数转换的特性，并分析之；
2．在上位机输入一十进制代码，完成通道的数模转换实验。
四、实验步骤
1. 启动实验台的“电源总开关”，打开±5、±15V电源。将“阶跃信号发生器”单元输出端连接到“数据采集接口单元“的“AD1”通道,同时将采集接口单元的“DA1”输出端连接到接口单元的“AD2”输入端；
2、将“阶跃信号发生器”的输入电压调节为1V；
3. 启动计算机，在桌面双击图标“THTJ-1”软件，在打开的软件界面上点击“开始采集”按钮；
4. 点击软件“系统”菜单下的“AD/DA实验”，在AD/DA实验界面上点击“开始/停止”按钮，观测采集卡上AD转换器的转换结果，在输入电压为1V时应为0000001100011101(其中后几位将处于实时刷新状态)。调节阶跃信号的大小，然后继续观AD转换器的转换结果，并与理论值(详见本实验附录)进行比较；
5. 根据DA转换器的转换规律(详见本实验附录)，在DA部分的编辑框中输入一个10进制或16进制数据，然后虚拟示波器上观测DA转换值的大小；
6 实验结束后，关闭脚本编辑器窗口，退出实验软件。
五、附录
1．数据采集卡
本实验台采用了THBXD数据采集卡。它是一种基于USB总线的数据采集卡，卡上装有14Bit分辨率的A/D转换器和12Bit分辨率的D/A转换器，其转换器的输入量程均为±10V、输出量程均为±5V。该采集卡为用户提供4路模拟量输入通道和2路模拟量输出通道。其主要特点有：
1) 支持USB1.1协议，真正实现即插即用
2) 400KHz14位A/D转换器，通过率为350K，12位D/A转换器，建立时间10μs
3) 4通道模拟量输入和2通道模拟量输出
4) 8k深度的FIFO保证数据的完整性
5) 8路开关量输入，8路开关量输出
2. AD/DA转换原理
数据采集卡采用“THBXD”USB卡，该卡在进行A/D转换实验时，输入电压与二进制的对应关系为：-10～10V对应为0～16383(A/D转换为14位)。其中0V为8192。其主要数据格式如下表所示(采用双极性模拟输入)：
而DA转换时的数据转换关系为：-5～5V对应为0～4095(D/A转换为12位)，其数据格式(双极性电压输出时)为：
3．编程实现测试信号的产生
利用上位机的“脚本编程器”可编程实现各种典型信号的产生，如正弦信号，方波信号，斜坡信号，抛物线信号等。其函数表达式分别为：
1) 正弦信号
，
2) 方波
3) 斜坡信号
，a为常量
4) 抛物线信号
，a为常量
这里以抛物线信号为例进行编程，其具体程序如下：
dim tx,op,a ‘初始化函数
sub Initialize(arg) ‘初始化函数
WriteData 0 ,1 ‘对采集卡的输出端口DA1进行初始化
tx=0 ‘对变量初始化
end sub
sub TakeOneStep (arg) ‘算法运行函数
a=1
op=0.5*a*tx*tx ‘0.1为时间步长
tx=tx+0.1
if op>3 then ‘波形限幅
tx=0
end if
WriteData op ,1 ‘数据从采集卡的DA1端口输出
end sub
sub Finalize (arg) ‘退出函数
WriteData 0 ,1
end sub
通过改变变量tx、a的值可改变抛物线的上升斜率。
其它典型信号的编程请参考THTJ-1上位机安装目录下的“VBS脚本程序\计算机控制技术”目录内参考示例程序。