數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7724與AT89S51單片機的接口及程序設(shè)計
摘要：介紹了一種性能優(yōu)良的低功耗4通道12位并行D／A轉(zhuǎn)換器DAC7724的功能特點和工作過程，給出了DAC7724與51單片機的接口電路及其匯編語言應(yīng)用程序，最后提出了一種利用DAC輸出大范圍電壓(-20V～+20V)的實現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：數(shù)／模轉(zhuǎn)換；單片機；匯編語言；DAC7724
0 引言
在微計算機電機控制的機電設(shè)備中，常常需要把數(shù)字信號變成模擬信號，以驅(qū)動機電設(shè)備的運行。在這個過程中，D／A轉(zhuǎn)換是一個十分重要的環(huán)節(jié)，同時也是微計算機電機控制系統(tǒng)重要的組成部分。
1 DAC7724的主要特點
DAC7724是TI公司生產(chǎn)的12位并行輸入4通道D／A轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器具有以下特征：
◇±15V以內(nèi)的雙電源工作；
◇輸出電壓：VREFL～VREFH，VREF：-10～+10V；
◇采用12位并口輸入和4通道隔離輸出方式；
◇可以上電自動復(fù)位；
◇轉(zhuǎn)換速率快，更新率為1 MHz；
◇工作溫度范圍在-40～85℃的范圍內(nèi)。
2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳說明
2．1 結(jié)構(gòu)原理
DAC7724的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，它帶有雙緩沖區(qū)的邏輯電路，可以同時更新4個通道的數(shù)據(jù)，另外，它還具有回讀電路，可以讀取內(nèi)部寄存器的內(nèi)容。器件中的各輸入寄存器(Input Register)均為電平觸發(fā)，并可由A0、A1、和四個信號控制。當(dāng)、為低電平時，可以向輸入寄存器寫數(shù)據(jù)，具體寫入哪個數(shù)據(jù)由A0和A1決定。DAC寄存器(DAC Register)隨著輸入寄存器的更新而更新，輸出通道(Vout)是否輸出則由控制信號決定，當(dāng)為低電平時，各通道皆輸出相應(yīng)電壓，而當(dāng)為高電平時，各通道的輸入數(shù)據(jù)便被鎖存在DAC寄存器中。因此，設(shè)計時可以通過控制A0、A1、、和來使為高電平，再依次修改A、B、C、D四通道數(shù)據(jù)；然后再使為低電平，從而完成四通道同時輸出。每個通道的輸出電壓為：
其中，VREFL為負(fù)參考電壓，VREFH為正參考電壓，N為微處理器輸出二進制數(shù)，N的取值范圍是0～4096。
2．2 引腳說明
DAC7724有PLCC-28和SO-28兩種封裝，其中SO-28封裝的引腳排列如圖2所示，各引腳的定義見表1所列。
3 DAC7724與89S51單片機的并行接口
考慮到DAC7724為并行輸入，需要占用12位I／O引腳，因此，在電路設(shè)計時，可以擴展一片8255來豐富單片機的I／O資源，其電路如圖3所示。圖3中，8255A的PA、PB、PC及控制寄存器的地址分別是7FFCH、7FFDH、7FFEH和7FFFH；DAC7724輸出VOUTA～V0UTD的選擇則由8255的PC1和PC2兩位來控制。
該電路可在A、B、C、D四個通道分別輸出-10～+10V的電壓，也可利用其中兩個通道輸出-20～+20V電壓。現(xiàn)以A、B通道為例，并以VA為VOUT+、以VB為VOUT-，則VOUT的輸出范圍可達(dá)-20～+20V，具體見表2所列。
設(shè)A通道數(shù)字信號在片內(nèi)40H、41H單元中，其中40H為低8位、41H為高4位；B通道數(shù)字信號在片內(nèi)42H、43H單元中，其中42H為低8位、43H為高4位。那么，VOUTA～VOUTB輪流輸出電壓的匯編語言程序為：
若使用中還需要VOUTC、VOUTD通道輸出，也可以參照上面的程序來編寫。
4 結(jié)束語
DAC7724具有4個輸出通道，每個通道可獨立控制，且均可直接輸出電壓信號，這一特點與電流輸出模式的數(shù)模轉(zhuǎn)換器相比具有很大的優(yōu)勢，因為若輸出為電流模式，則需要另外設(shè)計專門的電路來將輸出的小電流轉(zhuǎn)換成所需的電壓信號，這樣不但會浪費系統(tǒng)的硬件資源，同時也給軟件設(shè)計增加了麻煩，而附加的電路還可能成為噪聲和干擾的來源。而選用DAC7724則可節(jié)省系統(tǒng)資源，大大簡化了電路設(shè)計的復(fù)雜程度，也避免了噪聲的串入。
下載文檔
