四路輸出D/A轉換器DAC8420及其應用

　　１　ＤＡＣ８４２０的主要特點

　　ＤＡＣ８４２０是ＡＤ公司生產的四路輸出１２位ＤＡＣ。該ＤＡＣ具有高速串行接口，而且功耗很低，能廣泛應用于伺服系統控制、過程自動化控制及ＡＴＥ中。其主要特點如下：

　　●可選擇單極或雙極模式；

　　●復位后，輸出置０或置中間值；

　　●電源選擇廣泛，單＋５Ｖ～±１５Ｖ均可；

　　●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：負電源，范圍為０～１５Ｖ；

　　ＧＮＤ：數字地。

　　ＣＬＫ：系統串行時鐘輸入，邏輯上與ＣＳ信號相或。在時鐘上升沿，由ＳＤＩ輸入的串行數據將進入ＤＡＣ內部的串／并轉換寄存器。

　　ＣＬＲ：異步清除，低有效。可用于將內部寄存器Ａ到Ｄ置０或者置為中間值（具體由ＣＬＳＥＬ決定）。但數據在轉換寄存器時不受該控制信號的影響。

　　ＣＬＳＥＬ：該端為低時，ＣＬＲ將寄存器Ａ到Ｄ置０；為高時，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據將移到寄存器Ａ～Ｄ。當ＬＤ為低時，輸入數據必須保持穩定。

　　ＳＤＩ：串行數據輸入。在輸入的１６位數據中，頭兩位Ａ１、Ａ２用于選擇寄存器Ａ～Ｄ，后１２位Ｄ１１～Ｄ０是具體數值，輸入的數據先進入ＤＡＣ內部的串／并轉換寄存器。注意，當ＣＳ為高時，該數據無效。具體的數據輸入格式如下：

　　ＶＲＥＦＨＩ：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，當輸入為０時，輸出為ＶＲＥＦＬＯ，取值范圍為ＶＳＳ～ＶＲＥＦＨＩ－２．５Ｖ。

　　ＶＯＵＴＡ～ＶＯＵＴＤ：電壓輸出端。

　　３　多路輸出Ｄ／Ａ轉換電路

　　ＤＡＣ８４２０能廣泛應用于各種伺服控制和工業過程控制系統中，特別是在目前日益先進的智能化儀表中（如總線儀表、轉換器等），其應用將更加廣泛。

　　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輸出的數字信號進行模數和Ｖ／Ｉ轉換的接口電路。

　　由于本設計要求輸出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行校正，以便充分發揮軟件優勢，降低硬件成本。

　　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現數模隔離。

　　ＭＣ６８ＨＣ９１２向ＤＡＣ寫數據時，先將ＣＳ信號置０，并將ＬＤ信號置１，然后由ＭＯＳＩ引腳將符合ＤＡＣ８４２０格式的數據分為兩個字節輸出。當數據輸出完畢以后，再將ＬＤ置０，并在ＬＤ的下降沿將數據移入寄存器Ａ～Ｄ，最后將ＬＤ置１、ＣＳ置１，以完成一次轉換。圖３是ＤＡＣ８４２０的數據載入時序。