DAC0832中文資料

1、DAC0832引腳功能電路應(yīng)用原理圖DAC0832 是采樣頻率為八位的D/A 轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級(jí)輸入寄存器，使DAC0832 芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A 異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。所以這個(gè)芯片的應(yīng)用很廣泛,關(guān)于DAC0832應(yīng)用的一些重要資料見下圖：D/A 轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出。若需要相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)，可通過一個(gè)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。運(yùn)放的反饋電阻可通過 RFB 端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。DAC0832 邏輯輸入滿足 TTL 電平，可直接與TTL 電路或微機(jī)電路連接。dac0832 應(yīng)用電路圖dac0832應(yīng)用電

2、路圖 :.DAC0832 引腳功能說明：DI0DI7 ：數(shù)據(jù)輸入線， TLL 電平。ILE ：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效。CS：片選信號(hào)輸入線，低電平有效。WR1：為輸入寄存器的寫選通信號(hào)。XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)輸入線，低電平有效。WR2：為 DAC寄存器寫選通輸入線。Iout1:電流輸出線。當(dāng)輸入全為1 時(shí) Iout1最大。Iout2:電流輸出線。其值與Iout1之和為一常數(shù)。Rfb: 反饋信號(hào)輸入線 , 芯片內(nèi)部有反饋電阻.Vcc: 電源輸入線(+5v+15v)Vref: 基準(zhǔn)電壓輸入線(-10v+10v)AGND:模擬地 , 摸擬信號(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地.DGND:數(shù)字地

3、, 兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好.采用 ADC0809 實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換。.（一）D/A 轉(zhuǎn)換器 DAC0832DAC0832 是采用 CMOS 工藝制成的單片直流輸出型8 位數(shù) /模轉(zhuǎn)換器。如圖 4-82 所示，它由倒 T 型 R-2R 電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開關(guān)、運(yùn)算放大器和參考電壓 VREF 四大部分組成。 運(yùn)算放大器輸出的模擬量 V0 為：圖 4-82由上式可見，輸出的模擬量與輸入的數(shù)字量 （）成正比，這就實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。一個(gè) 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器有 8 個(gè)輸入端（其中每個(gè)輸入端是8 位二進(jìn)制數(shù)的一位），有一個(gè)模擬輸出端。輸入可有28=256 個(gè)不同的二進(jìn)制組態(tài)， 輸出為

4、256 個(gè)電壓之一， 即輸出電壓不是整個(gè)電壓范圍內(nèi)任意值，而只能是 256 個(gè)可能值。圖 4-83 是 DAC0832 的邏輯框圖和引腳排列。.圖 4-83D0D7 ：數(shù)字信號(hào)輸入端。ILE ：輸入寄存器允許，高電平有效。CS：片選信號(hào)，低電平有效。WR1：寫信號(hào) 1，低電平有效。XFER ：傳送控制信號(hào)，低電平有效。WR2：寫信號(hào) 2，低電平有效。IOUT1 、IOUT2 ： DAC 電流輸出端。Rfb：是集成在片內(nèi)的外接運(yùn)放的反饋電阻。Vref ：基準(zhǔn)電壓（ -1010V ）。Vcc ：是源電壓（ +5+15V ）。AGND ：模擬地NGND ：數(shù)字地，可與AGND 接在一起使用。DAC0

5、832 輸出的是電流，一般要求輸出是電壓，所以還必須經(jīng)過一個(gè)外接的運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成電壓。實(shí)驗(yàn)線路如圖4-84 所示。.圖 4-85IN0IN7 ：8 路模擬信號(hào)輸入端。A1、 A2、 A0 ：地址輸入端。 ALE 地址鎖存允許輸入信號(hào)，在此腳施加正脈沖，上升沿有效，此時(shí)鎖存地址碼，從而選通相應(yīng)的模擬信號(hào)通道，以便進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。START ：啟動(dòng)信號(hào)輸入端， 應(yīng)在此腳施加正脈沖，當(dāng)上升沿到達(dá)時(shí)，內(nèi)部逐次逼近寄存器復(fù)位，在下降沿到達(dá)后，開始A/D 轉(zhuǎn)換過程。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號(hào)（轉(zhuǎn)換接受標(biāo)志），高電平有效。OE：輸入允許信號(hào)，高電平有效。CLOCK(CP) ：時(shí)鐘信號(hào)輸入端，外接時(shí)鐘頻率一

6、般為640kHz。Vcc ：+5V 單電源供電。、Vref(+),Vref(-) ：基準(zhǔn)電壓的正極、負(fù)極。一般Vref(+) 接+5V 電.源， Vref(-) 接地。D7D0 ：數(shù)字信號(hào)輸出端。由 A2 、A1、 A0 三地址輸入端選通8 路模擬信號(hào)中的任何一路進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。第 10 章模擬接口10.3數(shù)/ 模（ D/A）轉(zhuǎn)換器D/A 轉(zhuǎn)換器是接收數(shù)字量， 輸出一個(gè)與數(shù)字量相對(duì)應(yīng)的電流或電壓信號(hào)的模擬量接口。D/A 轉(zhuǎn)換器被廣泛用于計(jì)算機(jī)函數(shù)發(fā)生器、計(jì)算機(jī)圖形顯示以及與 A/D 轉(zhuǎn)換器相配合的控制系統(tǒng)等。10.3.1 D/A轉(zhuǎn)換原理數(shù)字量的值是由每一位的數(shù)字權(quán)疊加而得的。D/A 轉(zhuǎn)換器品

7、種繁多，有權(quán)電阻 DAC 、變形權(quán)電阻 DAC 、 T 型電阻 DAC 、電容型 DAC 和權(quán)電流 DAC 等。為了掌握數(shù) /模轉(zhuǎn)換原理，必須先了解運(yùn)算放大器和電阻譯碼網(wǎng)絡(luò)的工作原理和特點(diǎn)。1. 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器有三個(gè)特點(diǎn)：開環(huán)放大倍數(shù)非常高，一般為幾千，甚至可高達(dá)10 萬。在正常情況下，運(yùn)算放大器所需要的輸入電壓非常小。輸入阻抗非常大。 運(yùn)算放大器工作時(shí)， 輸入端相當(dāng)于一個(gè)很小的電壓加在一個(gè)很大的輸入阻抗上，所需要的輸入電流也極.小。 出阻抗很小，所以，它的 能力非常大。2. 由 阻網(wǎng) 和運(yùn)算放大器構(gòu)成的D/A 器利用運(yùn)算放大器各 入 流相加的原理，可以構(gòu)成如 10.7所示的、由 阻網(wǎng)

8、和運(yùn)算放大器 成的、最 的4 位 D/A 器。 中，V 0 是一個(gè)有足 精度的 準(zhǔn) 源。運(yùn)算放大器 入端的各支路 待 料的D0，D1，Dn-1 位。各 入支路中的開關(guān)由 的數(shù)字元 控制，如果數(shù)字元為1， 的開關(guān) 合；如果數(shù)字 0， 的開關(guān)斷開。各 入支路中的 阻分 R，2R， 4R， 些 阻稱 阻。假 ， 入端有4 條支路。 4 條支路的開關(guān)從全部斷開到全部 合，運(yùn)算放大器可以得到16 種不同的 流 入。 就是 ，通 阻網(wǎng) ，可以把0000B1111B 成大小不等的 流，從而可以在運(yùn)算放大器的 出端得到相 大小不同的 。如果數(shù)字 0000B 每次增 1，一直 化到1111B，那么，在 出端就可

9、得到一個(gè) 0V 0 幅度的 梯波形。3. 采用 T 型 阻網(wǎng) 的 D/A 器從 10.7 可以看出，在 D/A 中采用獨(dú)立的 阻網(wǎng) ， 于一個(gè) 8 位二 制數(shù)的D/A 器，就需要R，2R，4R，128R 共 8 個(gè)不等的 阻，最大 阻阻 是最小 阻阻 的128倍，而且 些 阻的精度要求比 高。如果 的 ，從工 上 起來是很困 的。所以，n 個(gè)如此獨(dú)立 入支路的方案是.不 用的。在 DAC 路 構(gòu)中，最 而 用的是采用T 型 阻網(wǎng) 來代替 一的 阻網(wǎng) ，整個(gè) 阻網(wǎng) 只需要R 和 2R 兩種 阻。在集成 路中，由于所有的 件都做在同一芯片上， 阻的特性可以做得很相近，而且精度與 差 也可以得到解決

10、。圖 10.8 是采用 T 型 阻網(wǎng) 的 4 位 D/A 器。 4 位元待 料分 控制 4 條支路中開關(guān)的倒向。 在每一條支路中， 如果（ 料 0）開 倒向左 ， 支路中的 阻就接到地； 如果（ 料 1）開關(guān)倒向右 ， 阻就接到虛地。所以，不管開關(guān)倒向哪一 ，都可以 是接“地” 。不 ，只有開關(guān)倒向右 ，才能 運(yùn)算放大器 入端提供 流。T 型 阻網(wǎng) 中， 點(diǎn) A 的左 兩個(gè) 2R 的 阻并 ，它 的等效 阻 R， 點(diǎn) B 的左 也是兩個(gè) 2R 的 阻并 ，它 的等效 阻也是 R， ，依次 推， 最后在 D 點(diǎn)等效于一個(gè)數(shù).值為 R 的電阻接在參考電壓 V REF 上。這樣，就很容易算出， C

11、點(diǎn)、 B 點(diǎn)、 A 點(diǎn)的電位分別為 -V REF/2，-V REF/4，-V REF/8。在清楚了電阻網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和各節(jié)點(diǎn)的電壓之后，再來分析一下各支路的電流值。開關(guān)S3，S2，S1，S0 分別代表對(duì)應(yīng)的1 位二進(jìn)制數(shù)。任一資料位Di=1，表示開關(guān)Si 倒向右邊； Di=0，表示開關(guān) Si 倒向左邊，接虛地，無電流。當(dāng)右邊第一條支路的開關(guān)S3 倒向右邊時(shí)，運(yùn)算放大器得到的輸入電流為-V REF/（2R），同理，開關(guān) S2，S1，S0 倒向右邊時(shí)，輸入電流分別為-V REF/（ 4R），-V REF/（8R），-V REF/（ 16R）。如果一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)為1111，運(yùn)算放大器的輸入電流I=-V

12、REF/（2R）-V REF/（ 4R） -VREF/（8R）-V REF/（ 16R）=-V REF/（2R）（20+2-1+2-2+2-3）=-V REF/（24R）（23+22+21+20）相應(yīng)的輸出電壓.V 0=IR 0=-V REFR0（24R）（ 23+22+21+20）將 料推廣到n 位， 出模 量與 入數(shù)字量之 關(guān)系的一般表達(dá)式 ：V 0=-V REFR0/ （ 2nR ）（ Dn-12n-1+D n-2 2n-2+ +D 121+D020 ）(Di=1 或 0)上式表明， 出 V0 除了和待 的二 制數(shù)成比例外， 和網(wǎng) 阻R、運(yùn)算放大 器反 阻R0、 準(zhǔn)參考 VREF有關(guān)。1

13、0.3.2 D/A 器性能參數(shù)在 D/A ，主要涉及下面幾個(gè)性能參數(shù)。分辨率。 分辨率是指最小 出 （ 于 入數(shù)字量最低位增 1 所引起的 出 增量） 和最大 出 （ 于 入數(shù)字量所有有效位全 1 的 出 ）之比，例如， 4 位 DAC 的分辨率 1/(24-1)=1/15=6.67% （分辨率也常用百分比來表示） 。 8 位 DAC 的分辨率 1/255=0.39%。 然，位數(shù)越多，分辨率越高。 精度。 如果不考 D/A 的 差， DAC 精度就是分辨率的大小，因此，要 得高精度的 D/A 果，首先要 有足 高分辨率的 DAC 。D/A 精度分 和相 精度， 一般是用 差大小表示。 DAC

14、的 差包括零點(diǎn) 差、漂移 差、增益 差、.噪聲和線性誤差、微分線性誤差等綜合誤差。絕對(duì)轉(zhuǎn)換精度 是指滿刻度數(shù)字量輸入時(shí)， 模擬量輸出接近理論值的程度。它和標(biāo)準(zhǔn)電源的精度、權(quán)電阻的精度有關(guān)。相對(duì)轉(zhuǎn)換精度指在滿刻度已經(jīng)校準(zhǔn)的前提下，整個(gè)刻度范圍內(nèi)， 對(duì)應(yīng)任一模擬量的輸出與它的理論值之差。它反映了DAC 的線性度。通常，相對(duì)轉(zhuǎn)換精度比絕對(duì)轉(zhuǎn)換精度更有實(shí)用性。相對(duì)轉(zhuǎn)換精度一般用絕對(duì)轉(zhuǎn)換精度相對(duì)于滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)來表示，有時(shí)也用最低位（LSB ）的幾分之幾表示。例如，設(shè) V FS 為滿量程輸出電壓5V ，n 位 DAC 的相對(duì)轉(zhuǎn)換精度為0.1%，則最大誤差為 0.1%V FS= 5mV ；若相對(duì)轉(zhuǎn)換精

15、度為 1/2LSB ，LSB=1/2 n，則最大相對(duì)誤差為 1/2n+1V FS。非線性誤差。 D/A 轉(zhuǎn)換器的非線性誤差定義為實(shí)際轉(zhuǎn)換特性曲線與理想特性曲線之間的最大偏差，并以該偏差相對(duì)于滿量程的百分?jǐn)?shù)度量。 轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)一般要求非線性誤差不大于1/2LSB 。轉(zhuǎn)換速率 / 建立時(shí)間。 轉(zhuǎn)換速率 實(shí)際是由建立時(shí)間來反映的。建立時(shí)間是指數(shù)字量為滿刻度值（各位全為1）時(shí)，DAC 的模擬輸出電壓達(dá)到某個(gè)規(guī)定值（比如，90%滿量程或 1/2LSB滿量程）時(shí)所需要的時(shí)間。建立時(shí)間 是 D/A 轉(zhuǎn)換速率快慢的一個(gè)重要參數(shù)。很顯然，建立時(shí)間越大，轉(zhuǎn)換速率越低。不同型號(hào)DAC 的建立時(shí)間一般從幾個(gè)毫微秒到

16、幾個(gè)微秒不等。若輸出形式是電流，DAC 的建.立時(shí)間是很短的；若輸出形式是電壓，DAC的建立時(shí)間主要是輸出運(yùn)算放大器所需要的響應(yīng)時(shí)間。10.3.3 DAC0832及接口電路DAC0832 是美國資料公司研制的8 位雙緩沖器 D/A 轉(zhuǎn)換器。芯片內(nèi)帶有資料鎖存器，可與數(shù)據(jù)總線直接相連。電路有極好的溫度跟隨性， 使用了 COMS 電流開關(guān)和控制邏輯而獲得低功耗、低輸出的泄漏電流誤差。芯片采用R-2RT 型電阻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)參考電流進(jìn)行分流完成D/A 轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)果以一組差動(dòng)電流IOUT1 和IOUT2 輸出。DAC0832 主要性能參數(shù)：分辨率8 位； 轉(zhuǎn)換時(shí)間 1s;參考電壓 10V ；單電源 +5V

17、+15v ；功耗 20mW。1.DAC0832的結(jié)構(gòu).DAC0832 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖10.9 所示。DAC0832 中有兩級(jí)鎖存器，第一級(jí)鎖存器稱為輸入寄存器，它的鎖存信號(hào)為ILE ；第二級(jí)鎖存器稱為DAC 寄存器，它的鎖存信號(hào)為傳輸控制信號(hào)XFER 。因?yàn)橛袃杉?jí)鎖存器，DAC0832 可以工作在雙緩沖器方式，即在輸出模擬信號(hào)的同時(shí)采集下一個(gè)數(shù)字量，這樣能有效地提高轉(zhuǎn)換速度。此外，兩級(jí)鎖存器還可以在多個(gè)D/A 轉(zhuǎn)換器同時(shí)工作時(shí)，利用第二級(jí)鎖存信號(hào)來實(shí)現(xiàn)多個(gè)轉(zhuǎn)換器同步輸出。圖 10.9 中 LE 為高電平、CS 和 WR1 為低電平時(shí)， LE 1 為高電平，輸入寄存器的輸出跟隨輸入而變化；此后，

18、當(dāng)WR1 由低變高時(shí)，LE1 為低電平，資料被鎖存到輸入寄存器中，這時(shí)的輸入寄存器的輸出端不再跟隨輸入資料的變化而變化。對(duì)第二級(jí)鎖存器來說， XFER 和 WR2 同時(shí)為低電平時(shí)，LE 2 為高電平， DAC 寄存器.的輸出跟隨其輸入而變化；此后，當(dāng)WR2 由低變高時(shí)，LE 2 變?yōu)榈碗娖?，將輸入寄存器的資料鎖存到DAC 寄存器中。2. DAC0832 的引腳特性DAC0832 是 20 引腳的雙列直插式芯片。 各引腳的特性如下：CS 片選信號(hào)， 和允許鎖存信號(hào) ILE 組合來決定 WR1 是否起作用。ILE 允許鎖存信號(hào)。WR1 寫信號(hào)1，作為第一級(jí)鎖存信號(hào)，將輸入資料鎖存到輸入寄存器（此時(shí)

19、，WR1 必須和CS 、 ILE 同時(shí)有效）。WR2 寫信號(hào)2，將鎖存在輸入寄存器中的資料送到DAC寄存器中進(jìn)行鎖存（此時(shí)，傳輸控制信號(hào)XFER 必須有效）。XFER 傳輸控制信號(hào)，用來控制WR2 。DI7DI 0 8 位數(shù)據(jù)輸入端。IOUT1 模擬電流輸出端1。當(dāng) DAC 寄存器中全為1 時(shí)，輸出電流最大，當(dāng)DAC 寄存器中全為0 時(shí)，輸出電流為0。IOUT2 模擬電流輸出端2。I OUT1 +IOUT2 =常數(shù)。RFB反饋電阻引出端。DAC0832 內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以， RFB 端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端。相當(dāng)于將反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸入端和輸出端之間。V REF參考電

20、壓輸入端?？山与妷悍秶鸀?0V。外部標(biāo)準(zhǔn)電壓通過V REF 與 T 型電阻網(wǎng)絡(luò)相連。V CC芯片供電電壓端。 范圍為 +5V+15V ，最佳工作狀態(tài).是 +15V 。AGND 模擬地，即模擬電路接地端。DGND 數(shù)字地，即數(shù)字電路接地端。3.DAC0832的工作方式DAC0832 進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換，可以采用兩種方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。第一種方法 是使輸入寄存器工作在鎖存狀態(tài)，而DAC 寄存器工作在直通狀態(tài)。具體地說，就是使WR2 和 XFER 都為低電平，DAC 寄存器的鎖存選通端得不到有效電平而直通；此外，使輸入寄存器的控制信號(hào)ILE 處于高電平、 CS 處于低電平，這樣，當(dāng) WR1 端來一個(gè)

21、負(fù)脈沖時(shí)，就可以完成1 次轉(zhuǎn)換。第二種方法 是使輸入寄存器工作在直通狀態(tài)，而DAC 寄存器工作在鎖存狀態(tài)。就是使WR1 和 CS 為低電平，ILE 為高電平，這樣，輸入寄存器的鎖存選通信號(hào)處于無效狀態(tài)而直通；當(dāng) WR2 和XFER 端輸入 1 個(gè)負(fù)脈沖時(shí)，使得DAC 寄存器工作在鎖存狀態(tài)，提供鎖存數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)上述對(duì)DAC0832 的輸入寄存器和DAC 寄存器不同的控制方法， DAC0832 有如下 3 種工作方式：單緩沖方式。 單緩沖方式是控制輸入寄存器和DAC 寄存器同時(shí)接收資料，或者只用輸入寄存器而把DAC 寄存器接成直通方式。此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。

22、.雙緩沖方式。 雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到DAC 寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。此方式適用于多個(gè)D/A 轉(zhuǎn)換同步輸出的情節(jié)。直通方式。 直通方式是資料不經(jīng)兩級(jí)鎖存器鎖存，即WR1 ，WR2 ， XFER ， CS 均接地， ILE接高電平。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路，不過在使用時(shí)，必須通過另加I/O 接口與 CPU 連接，以匹配 CPU 與 D/A 轉(zhuǎn)換。4.DAC0832的外部連接DAC0832 的外部連接線路如圖10.10 所示。5. DAC0832 的應(yīng)用舉例DAC0832 實(shí)現(xiàn)一次 D/A 轉(zhuǎn)換，可以采用下面程序段。設(shè)定要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)放在1000H 單元中。MOVBX,100HMOVAL,BX;取轉(zhuǎn)換資料.MOVDX,PORTA;PORTA 為 D/A 轉(zhuǎn)換器端口