具有鎖存器的 d/a轉(zhuǎn)換器可以直接與微處理器的數(shù)據(jù)總線相接。此時,將數(shù)據(jù)總線直接與 d/a轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入線相連,將地址選中信號和寫信號接到 d/a轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入控制端上。當(dāng)?shù)刂愤x中及寫信號有效時,數(shù)據(jù)送入 d/a轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)鎖存器中,此時 d/a轉(zhuǎn)換器的輸出隨之變化。
dac 0830是一個帶雙緩沖鎖存器的 8位d/a轉(zhuǎn)換器。其精度為 10位,建立時間為1μs,是電流輸出型。其9位與 8位精度的型號分別為 dac 0831和dac 0832。其邏輯符號及功能框圖如圖1所示。
(a) dac 0830的邏輯符號 (b)dac 0830的功能框圖
圖1 dac 0830的邏輯符號及功能框圖結(jié)構(gòu)
此器件與微處理器的引線包括:
di0~di7數(shù)據(jù)輸入線,di7為最高位。
-cs片選端。
-wr1,-wr2寫入信號1及寫入信號2。
ile輸入鎖存使能。
-xfer轉(zhuǎn)移控制信號。
與模擬輸出有關(guān)的信號為:
vref基準(zhǔn)電壓輸入端。
iout1,i out2電流輸出瑞。
rfb反饋電阻端。
另外還有電源端vcc,數(shù)字地dgnd及模擬地agnd。
圖2為dac0830的典型用法。
圖2 dac0830的典型用法
由于電路內(nèi)部的反饋電阻rfb與網(wǎng)絡(luò)電阻相等,輸出電壓vo = -vref·(di7/2+ di6/4+…+di0/256)。如在d/a轉(zhuǎn)換器的rfb端與運(yùn)算放大器的輸出端之間串接電阻,可以調(diào)節(jié)輸出電壓的范圍。
從圖2的功能框圖中可以看出控制信號的邏輯關(guān)系。當(dāng)-cs=0,ile=1時,-wr1信號將數(shù)據(jù)總線上的信號寫入8位輸入寄存器,當(dāng)-xfer=0時,-wr2信號將輸入寄存器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到8位dac寄存器中,此時d/a轉(zhuǎn)換器的輸出隨之變化。
根據(jù)上述功能,我們可以將 dac 0830連接成單緩沖工作方式和雙緩沖工作方式。
圖3為dac 0830的單緩沖工作方式接口。
此時,將轉(zhuǎn)移控制信號-xfer及寫入信號-wr2接地,ile接高電平,-cs接地址選中信號,-wr1在isa總線的系統(tǒng)中接外圍設(shè)備寫信號-iow,在8031系統(tǒng)中為寫信號-wr。當(dāng)cpu向此地址寫入一個數(shù)據(jù)時,d/a轉(zhuǎn)換器的輸出隨之變化。
圖3 dac 0830的單緩沖工作方式接口
在一個系統(tǒng)中,如使用兩路以上的d/a轉(zhuǎn)換器時,由于這兩路d/a轉(zhuǎn)換器由兩個地址輸出,需要執(zhí)行兩條指令,因而這兩路輸出的變化要相差一些時間,如要求兩路d/a轉(zhuǎn)換器的輸出同時變化,則應(yīng)采用雙緩沖工作方式。圖4為采用雙緩沖工作方式的兩路 d/a轉(zhuǎn)換器接口。
將兩片dac 0830的ile均接為高電平,-cs分別接為地址1選中及地址2選中,-xfer接地址3選中,- wr1、-wr2均接系統(tǒng)寫信號。
先向地址1寫入數(shù)據(jù)1,再向地址2寫入數(shù)據(jù)2,此時由于轉(zhuǎn)移控制信號為高電平,因而這兩個數(shù)據(jù)只能存在各自的輸入寄存器中d/a轉(zhuǎn)換器仍維持原來的輸出不變。當(dāng)cpu發(fā)出地址3選中及寫信號時,-xfer有效,-wr2也有效。兩片d/a轉(zhuǎn)換器的輸入寄存器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到各自的dac寄存器中,其輸出也隨之發(fā)生變化。
圖4 采用雙緩沖工作方式的兩路 d/a轉(zhuǎn)換器接口
對于dac0830,其輸出電壓是單極性的,當(dāng)基準(zhǔn)電壓的極性決定之后,輸出電壓的極性也被決定。為實(shí)現(xiàn)固定基準(zhǔn)電壓下的雙極性輸出,可采用圖5的方法。
圖5 dac 0830的雙極性電壓輸出
此時,輸出電壓vout = vref·(di7+ di6/2+…+di0/128-1)
當(dāng)輸入數(shù)字量為全0時,輸出電壓為-vref。當(dāng)輸入數(shù)字量為80h時,輸出電壓為0,當(dāng)輸入數(shù)字量為全1時,輸出電壓為vref*(1-1/128)。
在加入第二個運(yùn)算放大器后,對d/a轉(zhuǎn)換器輸出的線性無影響,所采用的電阻不必與轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)電阻一致,但應(yīng)采用精密電阻,以保證r、2r的準(zhǔn)確性及良好的溫度特性。