四路輸出D/A轉(zhuǎn)換器DAC8420及其應(yīng)用

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ＤＡＣ８４２０是ＡＤ公司生產(chǎn)的四路輸出１２位ＤＡＣ。該ＤＡＣ具有高速串行接口，而且功耗很低，能廣泛應(yīng)用于伺服系統(tǒng)控制、過程自動化控制及ＡＴＥ中。其主要特點如下：

●可選擇單極或雙極模式；

●復(fù)位后，輸出置０或置中間值；

●電源選擇廣泛，單＋５Ｖ～±１５Ｖ均可；

●采用１６腳ＰＤＩＰ、ＣＥＲＤＩＰ或ＳＯＩＣ封裝。

２?。模粒茫福矗玻暗囊_功能

ＤＡＣ８４２０的引腳排列如圖１所示，各引腳功能及使用說明如下：

ＶＤＤ：正電源，范圍為＋５Ｖ～＋１５Ｖ；

ＶＳＳ：負電源，范圍為０～１５Ｖ；

ＧＮＤ：數(shù)字地。

ＣＬＫ：系統(tǒng)串行時鐘輸入，邏輯上與ＣＳ信號相或。在時鐘上升沿，由ＳＤＩ輸入的串行數(shù)據(jù)將進入ＤＡＣ內(nèi)部的串／并轉(zhuǎn)換寄存器。

ＣＬＲ：異步清除，低有效?？捎糜趯?nèi)部寄存器Ａ到Ｄ置０或者置為中間值（具體由ＣＬＳＥＬ決定）。但數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換寄存器時不受該控制信號的影響。

ＣＬＳＥＬ：該端為低時，ＣＬＲ將寄存器Ａ到Ｄ置０；為高時，ＣＬＲ將其置為中間值；

ＣＳ：片選信號，低有效。與ＣＬＫ信號相或。

ＬＤ：異步ＤＡＣ寄存器載入控制，低有效。在ＬＤ的下降沿，串行輸入寄存器里面的數(shù)據(jù)將移到寄存器Ａ～Ｄ。當(dāng)ＬＤ為低時，輸入數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定。

ＳＤＩ：串行數(shù)據(jù)輸入。在輸入的１６位數(shù)據(jù)中，頭兩位Ａ１、Ａ２用于選擇寄存器Ａ～Ｄ，后１２位Ｄ１１～Ｄ０是具體數(shù)值，輸入的數(shù)據(jù)先進入ＤＡＣ內(nèi)部的串／并轉(zhuǎn)換寄存器。注意，當(dāng)ＣＳ為高時，該數(shù)據(jù)無效。具體的數(shù)據(jù)輸入格式如下：

ＶＲＥＦＨＩ：參考電壓高值端，取值范圍是ＶＤＤ－２．５Ｖ～ＶＲＥＦＬＯ＋２．５Ｖ；

ＶＲＥＦＬＯ：參考電壓低值端，當(dāng)輸入為０時，輸出為ＶＲＥＦＬＯ，取值范圍為ＶＳＳ～ＶＲＥＦＨＩ－２．５Ｖ。

ＶＯＵＴＡ～ＶＯＵＴＤ：電壓輸出端。

３　多路輸出Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換電路

ＤＡＣ８４２０能廣泛應(yīng)用于各種伺服控制和工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，特別是在目前日益先進的智能化儀表中（如總線儀表、轉(zhuǎn)換器等），其應(yīng)用將更加廣泛。

圖２是采用Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司的１６位微處理器ＭＣ６８ＨＣ９１２作為主控芯片，通過ＤＡＣ８４２０對ＣＰＵ輸出的數(shù)字信號進行模數(shù)和Ｖ／Ｉ轉(zhuǎn)換的接口電路。

由于本設(shè)計要求輸出４～２０ｍＡ電流，而ＤＡＣ的電壓輸出范圍選在１～５Ｖ，故參考電壓的選擇分別是：ＶＲＥＦＬＯ＝０?ＶＲＥＦＨＩ＝＋５Ｖ。ＲＥＦ０２用于提供＋５Ｖ基準(zhǔn)電壓。由于ＤＡＣ的輸出范圍是ＶＲＥＦＨＩ～ＶＲＥＦＬＯ，因此，ＤＡＣ輸出的最小值需利用軟件來進行校正，以便充分發(fā)揮軟件優(yōu)勢，降低硬件成本。

由于ＭＣ６８ＨＣ９１２的串行通信接口（ＳＣＩ）可以方便的與ＤＡＣ接口，因此，ＤＡＣ和ＭＣ６８ＨＣ９１２之間采用光電隔離來實現(xiàn)數(shù)模隔離。

ＭＣ６８ＨＣ９１２向ＤＡＣ寫數(shù)據(jù)時，先將ＣＳ信號置０，并將ＬＤ信號置１，然后由ＭＯＳＩ引腳將符合ＤＡＣ８４２０格式的數(shù)據(jù)分為兩個字節(jié)輸出。當(dāng)數(shù)據(jù)輸出完畢以后，再將ＬＤ置０，并在ＬＤ的下降沿將數(shù)據(jù)移入寄存器Ａ～Ｄ，最后將ＬＤ置１、ＣＳ置１，以完成一次轉(zhuǎn)換。圖３是ＤＡＣ８４２０的數(shù)據(jù)載入時序。