D/A轉(zhuǎn)換器TLC5618的功能應(yīng)用實(shí)例

　　下面具體介紹采用一片可編程雙通道D/A轉(zhuǎn)換器TLC5618的一個(gè)通道實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的同時(shí)，用它的另一個(gè)通道通過軟件編程以逐次比較方式來實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換功能的實(shí)際應(yīng)用方法。其硬件設(shè)計(jì)如圖1所示

　　TLC5618是帶有緩沖基準(zhǔn)輸入(高阻抗)的雙路12位電壓輸出數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，8引腳的小型D封裝，需+5V 單電源工作，其輸出電壓范圍為基準(zhǔn)電壓的兩倍，因此，電路設(shè)計(jì)采用了1.2V基準(zhǔn)電壓(如LM385)。

　　通過CMOS兼容的3線串行總線單片機(jī)可以對(duì)TLC5618實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，器件接收用于編程的16位輸入字產(chǎn)生模擬輸出。16位輸入字的高4位為編程控制位，通過對(duì)編程控制位的設(shè)定，可以有三種不同的輸出方式，低12 位為被轉(zhuǎn)換的數(shù)字量。數(shù)據(jù)從串行數(shù)據(jù)輸入端DIN按從高位到低位的順序依次輸入，單片機(jī)串行通訊可工作在操作模式0下，串行口作同步移位寄存器用或采用其它I/O口模擬串行口方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。這里值得注意的是單片機(jī)工作在操作模式0下時(shí)，串行口發(fā)送或接收的是8位數(shù)據(jù)，且低位在前，與TLC5618的數(shù)據(jù)接收時(shí)序相反。因此單片機(jī)應(yīng)先將數(shù)據(jù)進(jìn)行高低位交換后再進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

　　圖1 采用一片TLC5618實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換的應(yīng)用電路

　　1.D/A功能的實(shí)現(xiàn)

　　該功能只占用TLC5618的OUTB輸出通道，若指定建立時(shí)間為3μs，則前4位編程控制位應(yīng)為00xx。前4位編程控制位和被轉(zhuǎn)換的12位數(shù)字量組成高8位+低8位=16位的輸入字，從串行數(shù)據(jù)輸入端DIN按從高位到低位的順序依次輸入，轉(zhuǎn)換結(jié)果電壓從TLC5618 的OUTB輸出。本電路通過V-I轉(zhuǎn)換電路(見圖1)實(shí)現(xiàn)電壓到電流的轉(zhuǎn)換。這里不再祥述。

　　2.A/D功能的實(shí)現(xiàn)

　　在本電路中沒有單獨(dú)使用A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換功能是通過雙路D/A轉(zhuǎn)換器TLC5618的另一個(gè)輸出通道OUTA，通過一級(jí)放大電路和比較電路，并通過軟件編程采用逐次比較法來實(shí)現(xiàn)的。即在雙通道D/A轉(zhuǎn)換器TLC5618的串行數(shù)據(jù)輸入端DIN逐次輸入按位依次指定的12位數(shù)字量(如x800h)，并將每次輸入數(shù)字量的D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果同實(shí)際輸入的模擬電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來決定每次指定的位應(yīng)為0或1，當(dāng)最后一位確定后，這個(gè)按位被指定的數(shù)字量就是最終A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。具體原理如下：

　　每次A/D轉(zhuǎn)換過程中，前4位編程位一直為10xx。前4位編程位和后面12位轉(zhuǎn)換數(shù)字量構(gòu)成高8位+低8位=16位的輸入字。

　　每次A/D轉(zhuǎn)換前先指定12位輸入數(shù)字量(不包括4位編程位)的最高位為 1輸入TLC5618進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換的結(jié)果從OUTA輸出后，經(jīng)過一級(jí)放大電路，通過比較電路與實(shí)際輸入的模擬電壓比較。若轉(zhuǎn)換結(jié)果電壓大于輸入的模擬電壓，則三極管T1基極為高電平，T1導(dǎo)通，P0.2被下拉為低電平;否則轉(zhuǎn)換結(jié)果電壓小于輸入的模擬電壓，則三極管T1基極為低電平，T1截止，P0.2被上拉為高電平。單片機(jī)通過檢測(cè)P0.2的狀態(tài)，如果P0.2為高電平，則保留本位的1;否則P0.2為低電平，則將本位的1變?yōu)?。這樣12位數(shù)字量中的一位就被確定下來，然后再指定下一位為1，再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換、放大、比較，并檢測(cè)P0.2的狀態(tài)，該位又被確定下來。依次類推，直到12位數(shù)字量全被確定下來，這個(gè)12位的數(shù)字量的D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果將最接近輸入的模擬電壓，它實(shí)際就是A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。注意單片機(jī)在檢測(cè)I/O比較結(jié)果狀態(tài)時(shí)，應(yīng)加入約為10μs的時(shí)間延時(shí)。

　　另外，本電路僅具有一個(gè)模擬量輸入信號(hào)，如需有多個(gè)模擬量輸入信號(hào)，可不必加模擬開關(guān)，只需增加比較電路即可，多個(gè)模擬量輸入信號(hào)均可與D/A轉(zhuǎn)換器經(jīng)一級(jí)放大電路的輸出信號(hào)比較，并通過相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換子程序?qū)崿F(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。