计算机8位D/A转换器DAC0832

DAC0832是双列直插式8位D/A转换器,能完成从数字量输入到模拟量（以电流形式）输出的转换。图1和图2分别为DAC0832的内部结构图和引脚图。 图1 DAC0832内部结构图
图2 DAC0832引脚图 从图1中可见，在DAC0832中有两级锁存器；第一级锁存器称为输入寄存器，它的锁存信号为ILE；第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号XFER。因为有两级锁存器，所以DAC0832可以工作在双缓冲器方式下，即在输出模拟信号的同时，可以采集下一个数据。这样可以有效地提高转换速度。另外，有了两级锁存器以后，可以在多个D/A转换器同时工作时，利用第二级锁存器的锁存信号来实现多个转换器的同时输出。 图1中，当ILE为高电平、CS和WR1为低电平时，LE1为1，这种情况下，输入寄存器的输出随输入而变化。此后，当WR1由低电平变高时，LE1成为低电平，此时，数据被锁存到输入寄存器中，这样，输入寄存器的输出端不再随外部数据的变化而变化。 对第二级锁存器来说，XFER和WR2同时为低电平时，LE2为高电平，这时，8位的DAC寄存器的输出随输入而变化。此后，当WR2由低电平变高时，LE2变为低电平，于是，将输入寄存器的信息锁存到DAC寄存器中。 图2 中各引脚的功能定义如下：  CS——片选信号，它和允许输入锁存信号ILE合起来决定WR1是否起作用。 ILE——允许锁存信号。  WR1——写信号1，它作为第一级锁存信号将输入数据锁存到输入寄存器中，WR1必须和CS、ILE同时有效。 WR2——写信号2，它将锁存在输入寄存器中的数据送到8位DAC寄存器中进行锁存，此时，传送控制信号XFER必须有效。  XFER——传送控制信号，用来控制WR2。 DI7～DI0——8位数据输入端，DI7为最高位。 IOUT1——模拟电流输出端，当DAC寄存器中全为1时，输出电流最大；当DAC寄存器中全为0时，输出电流为0。 IOUT2——模拟电流输出端，IOUT2为一个常数与IOUT1的差，即IOUT1+IOUT2=常数。 Rfb——反馈电阻引出端，DAC0832内部已经有反馈电阻，所以，Rfb端可以直接接到外部运算放大器的输出端，这样，相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输入端和输出端之间。 UREF——参考电压输入端，此端可接一个正电压，也可接负电压，范围为+10～-10V。外部标准电压通过UREF与T形电阻网络相连。 UCC——芯片供电电压，范围为+5~+15V，最佳工作状态是+15V。 AGND——模拟量地，即模拟电路接地端。 DGND——数字量地。 DAC0832有以下三种不同的工作方式： （1）直通方式。当ILE接高电平，CS、WR1、WR2和XFER都接数字地时，DAC处于直通方式，8位数字量一旦到达DI7～DI0输入端，就立即加到8位D/A转换器上被转换成模拟量。例如在构成波形发生器的场合，就要用到这种方式，即把要产生基本波形的存在ROM中的数据，连续取出送到DAC去转换成电压信号。 （2）单缓冲方式 只要把两个寄存器中的任何一个接成直通方式，而用另一个锁存数据，DAC就可处于单缓冲工作方式。一般的做法是将WR2和XFER都接地，使DAC寄存器处于直通方式，另外把ILE接高电平，CS接端口地址译码信号，WR1接CPU系统总线的IO/W，这样便可以通过一条OUT指令选中该端口，使CS和WR1有效，启动D/A转换。 （3）双缓冲方式 主要在以下两种情况下需要用双缓冲方式的D/A转换： 其一，需在程序的控制下，先把转换的数据传入输入寄存器，然后在某个时刻再启动D/A转换。这样可以做到数据转换与数据输入同时进行，因此转换速度较高。为此，可将ILE接高电平，WR1和WR2均接CPU的IO/W，CS和XFER分别接两个不同的I/O地址译码信号。执行OUT指令时，WR1和WR2均变为低电平。这样，可先执行一条OUT指令，选中CS端口，把数据写入输入寄存器；再执行第二条OUT指令，选中XFER端口，把输入寄存器内容写入DAC寄存器，实现D/A转换。 图3是DAC0832工作于双缓冲方式下，与有8位数据总线的微机相连的逻辑图。其中，CS的口地址为320H，XFER的口地址为321H。当CPU执行第一条OUT指令时，选中CS端口，选通输入寄存器，将累加器中的数据传入输入寄存器。再执行第二条OUT指令，选中XFER端口，把输入寄存器的内容写入DAC寄存器，并启动转换。执行第二条OUT指令时，累加器中的数据为多少是无关紧要的，主要目的是使XFER有效。 图3 DAC0832与有8位数据总线的微机的连接图 其二，在需要同步进行D／A转换的多路DAC系统中，采用双缓冲方式，可以在不同的时刻把要转换的数据分别打入各DAC的输入寄存器，然后由一个转换命令同时启动多个DAC的转换。图4是一个用3片DAC0832构成的3路DAC系统。图中，WR1和WR2接CPU的写信号WR，3个DAC的CS引脚各由一个片选信号控制，3个XFER信号连在一起，接到第4个片选信号上。ILE可以根据需要来控制，一般接高电平，保持选通状态。它也可以由CPU形成的一个禁止信号来控制，该信号为低电平时，禁止将数据写入DAC寄存器。这样，可在禁止信号为高电平时，先用3条输出指令选择3个端口，分别将数据写入各DAC的输入寄存器，当数据准备就绪后，再执行一次写操作，使XFER变低，同时选通3个D/A的DAC寄存器，实现同步转换。 图4 用DAC0832构成的3路DAC系统 （1）单极性输出电路 单极性输出电路如图5所示。D/A芯片输出电流i经输出电路转换成单极性的电压输出。图5(a)为反相输出电路，其输出电压为 图5(b)是同相输出电路，其输出电压为 （2）双极性输出 在某些微机控制系统中，要求D/A的输出电压是双极性的，例如要求输出-5～+5V电压。在这种情况下，D/A的输出电路要作相应的变化。图6就是DAC082双极性输出电路实例。
图5 单极性输出电路 (a)反相输出；(b)同相输出 由电路各参数计算可得最后的输出电压表达式为UOUT=-2U1-UREF设U1为0～-5V，选取UREF为+5V，则UOUT=(0~10)V-5V=-5~+5V。 图6 双极性输出电路