带锁存器的 D/A转换器及接口

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  具有锁存器的 D/A转换器可以直接与微处理器的数据总线相接。此时,将数据总线直接与 D/A转换器的数字输入线相连,将地址选中信号和写信号接到 D/A转换器的数据输入控制端上。当地址选中及写信号有效时,数据送入 D/A转换器的数据锁存器中,此时 D/A转换器的输出随之变化。

  DAC 0830是一个带双缓冲锁存器的 8位D/A转换器。其精度为 10位,建立时间为1μs,是电流输出型。其9位与 8位精度的型号分别为 DAC 0831和DAC 0832。其逻辑符号及功能框图如图1所示。

带锁存器的 D/A转换器及接口   带锁存器的 D/A转换器及接口

(a) DAC 0830的逻辑符号     (b)DAC 0830的功能框图

图1 DAC 0830的逻辑符号及功能框图结构

  此器件与微处理器的引线包括:

  DI0~DI7数据输入线,DI7为最高位。

  -CS片选端。

  -WR1,-WR2写入信号1及写入信号2。

  ILE输入锁存使能。

  -XFER转移控制信号。

  与模拟输出有关的信号为:

  VREF基准电压输入端。

  IOUT1,I OUT2电流输出瑞。

  RFB反馈电阻端。

  另外还有电源端VCC,数字地DGND及模拟地AGND。

  图2为DAC0830的典型用法。

带锁存器的 D/A转换器及接口

图2 DAC0830的典型用法

  由于电路内部的反馈电阻RFB与网络电阻相等,输出电压VO = -VREF·(DI7/2+ DI6/4+…+DI0/256)。如在D/A转换器的RFB端与运算放大器的输出端之间串接电阻,可以调节输出电压的范围。

  从图2的功能框图中可以看出控制信号的逻辑关系。当-CS=0,ILE=1时,-WR1信号将数据总线上的信号写入8位输入寄存器,当-XFER=0时,-WR2信号将输入寄存器的数据转移到8位DAC寄存器中,此时D/A转换器的输出随之变化。

  根据上述功能,我们可以将 DAC 0830连接成单缓冲工作方式和双缓冲工作方式。

  图3为DAC 0830的单缓冲工作方式接口。

  此时,将转移控制信号-XFER及写入信号-WR2接地,ILE接高电平,-CS接地址选中信号,-WR1在ISA总线的系统中接外围设备写信号-IOW,在8031系统中为写信号-WR。当CPU向此地址写入一个数据时,D/A转换器的输出随之变化。

带锁存器的 D/A转换器及接口

图3 DAC 0830的单缓冲工作方式接口

  在一个系统中,如使用两路以上的D/A转换器时,由于这两路D/A转换器由两个地址输出,需要执行两条指令,因而这两路输出的变化要相差一些时间,如要求两路D/A转换器的输出同时变化,则应采用双缓冲工作方式。图4为采用双缓冲工作方式的两路 D/A转换器接口。

  将两片DAC 0830的ILE均接为高电平,-CS分别接为地址1选中及地址2选中,-XFER接地址3选中,- WR1、-WR2均接系统写信号。

  先向地址1写入数据1,再向地址2写入数据2,此时由于转移控制信号为高电平,因而这两个数据只能存在各自的输入寄存器中D/A转换器仍维持原来的输出不变。当CPU发出地址3选中及写信号时,-XFER有效,-WR2也有效。两片D/A转换器的输入寄存器中的数据转移到各自的DAC寄存器中,其输出也随之发生变化。

带锁存器的 D/A转换器及接口

图4 采用双缓冲工作方式的两路 D/A转换器接口

  对于DAC0830,其输出电压是单极性的,当基准电压的极性决定之后,输出电压的极性也被决定。为实现固定基准电压下的双极性输出,可采用图5的方法。

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图5 DAC 0830的双极性电压输出

  此时,输出电压VOUT = VREF·(DI7+ DI6/2+…+DI0/128-1)

  当输入数字量为全0时,输出电压为-VREF。当输入数字量为80H时,输出电压为0,当输入数字量为全1时,输出电压为VREF*(1-1/128)。

  在加入第二个运算放大器后,对D/A转换器输出的线性无影响,所采用的电阻不必与转换器内部的网络电阻一致,但应采用精密电阻,以保证R、2R的准确性及良好的温度特性。

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