第九章
A/D和D/A转换器接口
9.1 MCS-51单片机与D/A转换器
的 接口和应用
9.1.1 典型D/A转换器芯片DAC0832
DAC0832是一个8位D/A转换器芯片,单电源供电,从
+5V~+15V均可正常工作,基准电压的范围为±10V,电流
建立时间为1µs,CMOS工艺,低功耗20mm。其内部结构如图
9.1所示,它由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个
8位D/A转换器组成和引脚排列如图9.2所示。
VCC
20
IOUT2
12
IOUT1
11
Rfb
9
8
17
18
19
1
2
Vref
XFER
2WR
ILE
CS
1WR
&
&
&
8位D/A转换器
3
AGND
2LE
1LE
8位DAC寄存器
8位数据输入寄存器
567
13
Lsb D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
14
4
16
15
10
VSS(DGND)
CS
1WR
AGND
DI3
DI2
DI1
DI0
Vref
Rfb
DGND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
DAC0832
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
Vcc
ILE
2WR
XFER
DI4
DI5
DI6
DI7
Iout2
Iout1
图9.1 DAC0832的内部结构
图9.2 DAC0832引脚图功能
该D/A转换器为20引脚双列直插式封装,各引脚含义如下:
(1)D7~D0——转换数据输入。
(2)CS——片选信号(输入),低电平有效。
(3)ILE——数据锁存允许信号(输入),高电平有效。
(4)WR1——第一信号(输入),低电平有效。该信号与ILE
信号共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:
当ILE=1和XFER=0时,为输入寄存器直通方式;当ILE=1和WR1
=1时,为输入寄存器锁存方式。
(5) WR2 ——第2写信号(输入),低电平有效.该信号与信号合
在一起控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:当
WR2=0和XFER=0时,为DAC寄存器直通方式; 当WR2=1和XFER=0
时,为DAC寄存器锁存方式。
(6)XFER——数据传送控制信号(输入),低电平有效 。
(7)Iout2——电流输出“1”。当数据为全“1”时,输出电流
最大;
(8)Iout2——电流输出“2”。
为全“0”时输出电流最小。
DAC转换器的特性之一是:Iout1 +Iout2=常数。
(9)Rfb——反馈电阻端
既运算放大器的反馈电阻端,电阻(15KΩ)已固化在芯
片中。因为DAC0832是电流输出型D/A转换器,为得到电压的转
换输出,使用时需在两个电流输出端接运算放大器,Rfb 即为
运算放大器的反馈电阻,运算放大器的接法如图9.3所示。
(10)Vref——基准电压,是外加高精度电压源,与芯片内的电
阻网络相连接,该电压可正可负,范围为-10V~+10V.
(11)DGND——数字地
(12)AGND——模拟地
9.1.2 DAC0832工作方式
DAC0832利用WR1 、 WR2 、ILE、XFER 控制信号可以构
成三种不同的工作方式。
1) 直通方式—— WR1= WR2 =0时,数据可以从输入端经 两
个寄存器直接进入D/A转换器。
2)单缓冲方式—— 两个寄存器之一始终处于直通,即WR1=0
或WR2=0,另一个寄存器处于受控状态。
3)双缓冲方式—— 两个寄存器均处于受控状态。这种 工
作方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。
9.1.3 单缓冲方式的接口与应用
1.单缓冲方式连接
所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有
一个(多位DAC寄存器)处于直通方式,而另一个处于受控
锁存方式。
单缓冲方式连接 如图9.3所示。
为使DAC寄存器处于直通方式,应使WR2 =0和XFER=0。为
此可把这两个信号固定接地,或如电路中把WR2与WR1相连,
把XFER与CS相连。
为使输入寄存器处于受控锁存方式,应把WR1接80C51的
WR,ILE接高电平。此外还应把CS接高位地址线或地址译码
输出,以便于对输入寄存器进行选择。
图9.3 DAC0832单缓冲方式接口
74LS373
G
P0
ALE
80C51
P2.7
WR
+5V
-
+
Vout
DAC0832
Vcc
ILE
Vref
Rfb
Iout1
Iout2
DI7 0
CS
XFER
1WR
2WR
AGND
DGND