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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(dòng)化控制及ＡＴＥ中。其主要特點(diǎn)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；(范文先生網(wǎng)www.ycxgx.cn收集整理)
●采用１６腳ＰＤＩＰ、ＣＥＲＤＩＰ或ＳＯＩＣ封裝。
２ ＤＡＣ８４２０的引腳功能
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(fù)電源，范圍為０～１５Ｖ；
ＧＮＤ：數(shù)字地。
ＣＬＫ：系統(tǒng)串行時(shí)鐘輸入，邏輯上與ＣＳ信號相或。在時(shí)鐘上升沿，由ＳＤＩ輸入的串行數(shù)據(jù)將進(jìn)入ＤＡＣ內(nèi)部的串／并轉(zhuǎn)換寄存器。
ＣＬＲ：異步清除，低有效。可用于將內(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(shí)不受該控制信號的影響。
ＣＬＳＥＬ：該端為低時(shí)，ＣＬＲ將寄存器Ａ到Ｄ置０；為高時(shí)，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(shí)，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(jìn)入ＤＡＣ內(nèi)部的串／并轉(zhuǎn)換寄存器。注意，當(dāng)ＣＳ為高時(shí)，該數(shù)據(jù)無效。具體的數(shù)據(jù)輸入格式如下：
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 A1 A2 NC NC D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ＶＲＥＦＨＩ：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(shí)，輸出為ＶＲＥＦＬＯ，取值范圍為ＶＳＳ～ＶＲＥＦＨＩ－２．５Ｖ。
ＶＯＵＴＡ～ＶＯＵＴＤ：電壓輸出端。
圖2
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(jìn)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(jìn)行模數(shù)和Ｖ／Ｉ轉(zhuǎn)換的接口電路。
由于本設(shè)計(jì)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(jìn)行校正，以便充分發(fā)揮軟件優(yōu)勢，降低硬件成本。
圖3
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(shí)現(xiàn)數(shù)模隔離。
ＭＣ６８ＨＣ９１２向ＤＡＣ寫數(shù)據(jù)時(shí)，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(gè)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(shí)序。
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