數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器

1/105

第9章數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解數(shù)模轉(zhuǎn)換器的工作原理及性能指標(biāo)掌握模數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用了解數(shù)模轉(zhuǎn)換器的工作原理及性能指標(biāo)掌握數(shù)模轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用2/105隨著數(shù)字電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及與應(yīng)用，數(shù)字信號(hào)的傳輸與處理日趨普遍。自然形態(tài)下的物理量多以模擬量的形式存在的，如溫度、濕度、壓力、流量、速度等，實(shí)際生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中還會(huì)遇到化學(xué)量、生物量（包括醫(yī)學(xué)）等。從信號(hào)工程的角度來(lái)看，要進(jìn)行信號(hào)的計(jì)算機(jī)處理，上述所有的物理量、化學(xué)量和生物量等都需要使用相應(yīng)的傳感器，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（稱之為模擬量）將模擬量轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別處理的數(shù)字量，而后再進(jìn)行信號(hào)的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示和控制。3/105同樣，計(jì)算機(jī)控制外部設(shè)備時(shí)，如電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、調(diào)速系統(tǒng)等，需要將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)變換成外設(shè)能夠接受的模擬信號(hào)。將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（AnalogtoDigitalConverter，ADC），也稱為A/D轉(zhuǎn)換器或者ADC器件；將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的器件稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DigitaltoAnalogConverter，DAC），也稱為D/A轉(zhuǎn)換器。4/105以單片機(jī)為核心，具有模擬量輸入和輸出的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。圖9-1具有模擬量輸入輸出的單片機(jī)系統(tǒng)5/105傳感器和變送器的區(qū)別檢測(cè)儀表在模擬電子技術(shù)條件下，一般是包括傳感器、檢測(cè)點(diǎn)取樣設(shè)備及放大器（進(jìn)行抗干擾處理及信號(hào)傳輸），當(dāng)然還有電源及現(xiàn)場(chǎng)顯示部分（可選擇）。傳感器是一種把非電量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的器件。電信號(hào)一般分為連續(xù)量、離散量?jī)煞N，實(shí)際上還可分成模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等。6/105模擬信號(hào)一般采用4-20mADC的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳輸。數(shù)字化過(guò)程中，常常把傳感器和微處理器及通信網(wǎng)絡(luò)接口封裝在一個(gè)器件（稱為檢測(cè)儀表）中，完成信息獲取、處理、傳輸、存貯等功能。在自動(dòng)化儀表中經(jīng)常把檢測(cè)儀表稱為變送器，如溫度變送器、壓力變送器等。7/105本章內(nèi)容安排本章首先介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理及性能指標(biāo)；然后介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS7852與單片機(jī)的接口方法及編程應(yīng)用，介紹STC15F2K60S2單片機(jī)片內(nèi)集成模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的使用；最后介紹數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5616與單片機(jī)的接口方法及編程應(yīng)用。8/105§9.1模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理及性能指標(biāo)一、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理根據(jù)轉(zhuǎn)換的工作原理不同，模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以分為計(jì)數(shù)-比較式、逐次逼近式和雙斜率積分式。計(jì)數(shù)-比較式模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，轉(zhuǎn)換速度慢，較少采用。下面主要介紹逐次逼近式和雙斜率積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理。9/1051、逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路框圖如圖所示。圖9-2逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理10/105逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器主要由逐次逼近寄存器SAR、數(shù)字/電壓轉(zhuǎn)換器、比較器、時(shí)序及控制邏輯等部分組成。11/105工作過(guò)程當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器收到“轉(zhuǎn)換命令”并清除SAR寄存器后，控制電路先設(shè)定SAR中的最高位為“1”，其余位為“0”，此預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)被送至D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成電壓Vc。然后將Vc與輸入模擬電壓Vx在高增益的比較器中進(jìn)行比較，比較器的的輸出為邏輯0或邏輯1。如果Vx≥Vc，說(shuō)明此位置“1”是對(duì)的，應(yīng)予保留；如果Vx<Vc，說(shuō)明此位置“1”不合適，應(yīng)予清除。按該方法繼續(xù)對(duì)次高位進(jìn)行轉(zhuǎn)換、比較和判斷，決定次高位應(yīng)取“1”還是取“0”。重復(fù)上述過(guò)程，直至確定SAR最低位為止。該過(guò)程完成后，狀態(tài)線改變狀態(tài)，表示已完成一次完整的轉(zhuǎn)換，SAR中的內(nèi)容就是與輸入的模擬電壓對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字代碼。12/1052、雙積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理雙積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換方法的抗干擾能力比逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器強(qiáng)。該方法的基礎(chǔ)是測(cè)量?jī)蓚€(gè)時(shí)間：一個(gè)是模擬輸入電壓向電容充電的固定時(shí)間另一個(gè)是在已知參考電壓下放電所需的時(shí)間模擬輸入電壓與參考電壓的比值就等于上述兩個(gè)時(shí)間值之比。13/105雙積分模數(shù)轉(zhuǎn)換器的組成框圖如圖所示。圖9-3雙積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的組成框圖14/105雙積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器優(yōu)點(diǎn)具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在實(shí)際工程中得到了使用。由于逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)能很好的兼顧速度和精度，故在16位以下的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中得到了廣泛應(yīng)用。15/105二、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)A/D轉(zhuǎn)換器是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)數(shù)據(jù)采集的常用外圍器件。A/D轉(zhuǎn)換器的品種繁多，性能各異，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)，首先碰到的問(wèn)題就是如何選擇合適的A/D轉(zhuǎn)換器以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。選擇A/D轉(zhuǎn)換器需要綜合考慮多項(xiàng)因素，如系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)、成本、功耗、安裝等。16/1051、分辨率分辨率是A/D轉(zhuǎn)換器能夠分辨最小信號(hào)的能力，表示數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。分辨率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)輸入模擬信號(hào)變化的反應(yīng)就越靈敏。17/105例如，8位A/D轉(zhuǎn)換器能夠分辨出滿刻度的1/256，若滿刻度輸入電壓為5V，則該8位A/D轉(zhuǎn)換器能夠分辨出輸入電壓變化的最小值為19.5mV。分辨率常用A/D轉(zhuǎn)換器輸出的二進(jìn)制位數(shù)表示。常見(jiàn)的A/D轉(zhuǎn)換器有8位、10位、12位、14位和16位等。18/105一般把8位以下的ADC器件歸為低分辨率ADC器件；9~12位的ADC器件稱為中分辨率ADC器件；13位以上的ADC器件稱為高分辨率ADC器件。如何選擇

10位以下的ADC器件誤差較大，11位以上對(duì)減小誤差并無(wú)太大貢獻(xiàn)，但對(duì)ADC器件的要求卻提得過(guò)高。因此，取10位或11位是合適的。由于模擬信號(hào)先經(jīng)過(guò)測(cè)量裝置，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后才進(jìn)行處理，因此，總的誤差是由測(cè)量誤差和量化誤差共同構(gòu)成的。19/105A/D轉(zhuǎn)換器的精度應(yīng)與測(cè)量裝置的精度相匹配。一方面要求量化誤差在總誤差中所占的比重要小，使它不顯著地?cái)U(kuò)大測(cè)量誤差；另一方面必須根據(jù)目前測(cè)量裝置的精度水平，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)提出恰當(dāng)?shù)囊蟆?0/1052、通道有的單芯片內(nèi)部含有多個(gè)ADC模塊，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的轉(zhuǎn)換；常見(jiàn)的多路ADC器件只有一個(gè)公共的ADC模塊，由一個(gè)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換。3、基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓有內(nèi)、外基準(zhǔn)和單、雙基準(zhǔn)之分。21/1054、轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換時(shí)間：A/D轉(zhuǎn)換器從啟動(dòng)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束，輸出穩(wěn)定的數(shù)字量，需要的一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間。轉(zhuǎn)換速率：轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)就是每秒鐘能完成的轉(zhuǎn)換次數(shù)。A/D轉(zhuǎn)換器的型號(hào)不同，轉(zhuǎn)換時(shí)間不同。逐次逼近式單片A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時(shí)間的典型值為1.0~200μs。22/105應(yīng)根據(jù)輸入信號(hào)的最高頻率來(lái)確定ADC轉(zhuǎn)換速度，保證轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率要高于系統(tǒng)要求的采樣頻率。確定A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)的采樣速率。例如，如果用轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs的A/D轉(zhuǎn)換器，則其轉(zhuǎn)換速率為10KHz。根據(jù)采樣定理和實(shí)際需要，一個(gè)周期的波形需采10個(gè)樣點(diǎn)，那么這樣的A/D轉(zhuǎn)換器最高也只有處理頻率為1KHz的模擬信號(hào)。對(duì)一般的單片機(jī)而言，在如此高的采樣頻率下，要在采樣時(shí)間內(nèi)完成A/D轉(zhuǎn)換以外的工作，如讀取數(shù)據(jù)、再啟動(dòng)、保存數(shù)據(jù)、循環(huán)計(jì)數(shù)等已經(jīng)比較困難了。23/1055、采樣/保持器采樣/保持也稱為跟蹤/保持（Track/Hold縮寫(xiě)T/H）。原則上采集直流和變化非常緩慢的模擬信號(hào)時(shí)可不用采樣保持器。對(duì)于其他模擬信號(hào)一般都要加采樣保持器。如果信號(hào)頻率不高，A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間短，即使用高速A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，也可不用采樣/保持器。24/1056、量程量程即所能轉(zhuǎn)換的電壓范圍，如2.5V、5V和10V。7、滿刻度誤差滿度輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與理想輸入信號(hào)值之差稱為滿刻度誤差。8、線性度實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移稱為線性度。25/1059、數(shù)字接口方式根據(jù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸出接口方式，A/D轉(zhuǎn)換器可以分為并行接口和串行接口兩種方式。并行方式一般在轉(zhuǎn)換后可直接接收，但芯片的引腳比較多；串行方式所用芯片引腳少，封裝小，但需要軟件處理才能得到所需要的數(shù)據(jù)。在單片機(jī)I/O引腳不多的情況下，使用串行器件可以節(jié)省I/O資源。但是并行器件具有明顯的轉(zhuǎn)換速度優(yōu)勢(shì)。在轉(zhuǎn)換速度要求較高的情況下應(yīng)選用并行器件。26/10510、模擬信號(hào)類型通常ADC器件的模擬輸入信號(hào)都是電壓信號(hào)。同時(shí)根據(jù)信號(hào)是否過(guò)零，還分成單極性（Unipolar）信號(hào)和雙極性（Bipolar）信號(hào)。11、電源電壓電源電壓有單電源，雙電源和不同電壓范圍之分，早期的ADC器件要有+15V/-15V，如果選用單+5V電源的芯片則可以使用單片機(jī)系統(tǒng)電源。27/10512、功耗一般CMOS工藝的芯片功耗較低，對(duì)于電池供電的手持系統(tǒng)對(duì)功耗要求比較高的場(chǎng)合一定要注意功耗指標(biāo)。13、封裝常見(jiàn)的封裝有雙列直插封裝（DualIn-linePackage,DIP）和表貼型（SurfaceMountDevices,SMD）封裝。28/105§9.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用

本節(jié)首先分別介紹德州儀器公司生產(chǎn)的A/D轉(zhuǎn)換器ADS7852的應(yīng)用方法，然后介紹STC15F2K60S2單片機(jī)片內(nèi)集成的ADC模塊的使用。29/105一、12位并行A/D轉(zhuǎn)換器ADS7852及其應(yīng)用1、ADS7852簡(jiǎn)介ADS7852是德州儀器公司（TexasInstruments，TI）生產(chǎn)的一款高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。30/105具有以下主要特點(diǎn)：帶有采樣保持器具有8路模擬量輸入、并行12位輸出內(nèi)部帶有2.5V的參考電壓源，輸入的采樣電壓可以從0V到2倍的參考電壓值500kHz的采樣頻率，轉(zhuǎn)換時(shí)間最大只需1.75μs單極性5V工作電壓低功耗：13mW封裝形式為TQFP工作溫度為-40℃到+80℃31/105ADS7852的引腳圖如圖所示。圖9-4ADS7852的引腳圖32/105各引腳的功能介紹如下：AIN0～AIN7：8路模擬量輸入引腳。DB0～DB11：12位數(shù)字量輸出，其中DB0為最低位，DB11為最高位。A0～A2：8路模擬輸入的地址選擇。Vss：電源電壓，正常接+5V。VREF：外接參考電壓。若不用外接參考電壓，可在此引腳和電源地之間接2.2μF和0.1μF去耦電容各一個(gè)。AGND和DGND：分別為模擬地和數(shù)字地。CLK：外部時(shí)鐘輸入（200KHz～8MHz），時(shí)鐘的選擇取決于采樣速度f(wàn)CLK=16*fSAMPLE。33/105

：忙指示輸出，低電平有效。轉(zhuǎn)換期間保持低電平，轉(zhuǎn)換結(jié)束后變?yōu)楦唠娖?。：片選信號(hào)，輸入，低電平有效。/CS和/WR變低時(shí)，開(kāi)始一次新的轉(zhuǎn)換。：讀信號(hào)，輸入，低電平有效。/RD和/CS一起有效時(shí)用來(lái)讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。也用來(lái)設(shè)置使芯片工作于省電模式。：寫(xiě)信號(hào)，輸入，低電平有效。/WR與/CS同時(shí)有效時(shí)開(kāi)始一次新的轉(zhuǎn)換，也用來(lái)選擇模擬量輸入通道。34/1052、ADS7852的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADS7852的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。圖9-5ADS7852的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖35/105ADS7852是逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器一個(gè)8通道模擬開(kāi)關(guān)通信雙向存取控制器（CDAC）比較器（Comparator）逐次比較邏輯寄存器（SAR）內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源參考電壓緩沖器輸出鎖存和三態(tài)驅(qū)動(dòng)器等。轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)三態(tài)并行數(shù)據(jù)總線輸出。36/105工作過(guò)程首先置低引腳，然后通過(guò)設(shè)置A2、A1和A0的值來(lái)選擇輸入通道（000～111分別對(duì)應(yīng)0～7通道），置低/WR引腳開(kāi)始啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。在A/D轉(zhuǎn)換期間，/BUSY引腳輸出低電平并保持到轉(zhuǎn)換結(jié)束。轉(zhuǎn)換完成后，/BUSY引腳輸出變?yōu)楦唠娖?，在DB11~DB0上輸出12位有效數(shù)據(jù)，等待處理器讀取，一次轉(zhuǎn)換完成。/BUSY引腳的上升沿可以鎖存12位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。需要注意的是，在A/D轉(zhuǎn)換之后，當(dāng)/RD和/CS變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，A1和A0腳應(yīng)保持低電平，否則ADS7852將進(jìn)入掉電模式。37/1053、通道選擇ADS7852有8路輸入，通過(guò)設(shè)置A0、A1、A2來(lái)選擇哪一路輸入，具體的選擇控制字如表所示。A2A1A0通道號(hào)000通道0001通道1010通道2011通道3100通道4101通道5110通道6111通道7表9-1ADS7852的通道選擇控制字38/1054、ADS78752的接口應(yīng)用【例9-1】ADS78752與STC12C5A60S2單片機(jī)的接口電路如圖所示。圖9-6ADS78752的接口連接39/105硬件電路說(shuō)明由于ADS7852是12位輸出，而STC12C5A60S2單片機(jī)的數(shù)據(jù)線只有8位，所以使用STC12C5A60S2的P0口與ADS7852的低8位數(shù)據(jù)（DB0～DB7）相連。ADS7852的高4位（DB8~DB11）通過(guò)鎖存器74LS573與STC12C5A60S2的Pl口低4位（P1.0~P1.3）相連。40/105當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束STC12C5A60S2讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，數(shù)據(jù)的低8位（DB0~DB7）被直接讀入STC12C5A60S2內(nèi)部，而在/RD信號(hào)的上升沿，數(shù)據(jù)的高4位（DB8~DB11）被74HC573鎖存在STC12C5A60S2的Pl口低4位（P1.0~P1.3），等待被讀取。STC15F2K60S2單片機(jī)的時(shí)鐘輸出CLKOUT0作為ADS7852的時(shí)鐘，頻率設(shè)置為250KHz。41/105ADS7852的/BUSY信號(hào)與STC15F2K60S2的P3.2連接。在A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，通知STC15F2K60S2及時(shí)讀取數(shù)據(jù)。在電路設(shè)計(jì)中，一般在Vss和地之間接一個(gè)0.1uF的瓷片電容和10uF的鉭電容，起濾波和解耦的作用。42/105示例程序代碼如下：#include"stc15.h"http://包含STC15F2K60S2單片機(jī)寄存器定義文件//P2.7為片選信號(hào);P3.5/T0CLK0為提供AD轉(zhuǎn)換時(shí)鐘sbitbusy=P3^2;//P3.2為AD轉(zhuǎn)換狀態(tài)檢測(cè)位sbitA0=P1^5;//P1.5,P1.6,P1.7為通道選擇位sbitA1=P1^6;sbitA2=P1^7; voidmain(void){intADdata; charhighdata,lowdata; charxdata*ADS7852;ADS7852=0x7fff; //AD7852的地址

TMOD=0x02; //T0工作在方式2,8位自動(dòng)重裝

TH0=254; //12/12/2/2=0.25MHZ INT_CLKO=INT_CLKO|0x1; //T0輸出時(shí)鐘

TR0=1; //啟動(dòng)T0 A0=0;A1=0;A2=0; //選擇通道0 *ADS7852=0x00; //寫(xiě)操作，開(kāi)始AD轉(zhuǎn)換43/105while(1) {if(busy==1) //判斷是否轉(zhuǎn)換完畢

{ lowdata=*ADS7852; ADdata=P1; ADdata=(ADdata<<8)+lowdata; //數(shù)據(jù)處理*ADS7852=0x00; //開(kāi)始下一次AD轉(zhuǎn)換

} }}44/105二、STC15F2K60S2集成的A/D模塊的結(jié)構(gòu)及其使用STC15F2K60S2單片機(jī)集成有8路10位高速電壓輸入型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），速度可達(dá)到300KHz（30萬(wàn)次/秒），可做溫度檢測(cè)、壓力檢測(cè)、電池電壓檢測(cè)、按鍵掃描、頻譜檢測(cè)等。45/1051、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)及相關(guān)寄存器STC15F2K60S2單片機(jī)片內(nèi)集成8通道10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。ADC輸入通道與P1口復(fù)用，上電復(fù)位后P1口為弱上拉型I/O口，用戶可以通過(guò)軟件設(shè)置將8路中的任何一路設(shè)置為ADC功能，不作為ADC使用的口可繼續(xù)作為I/O口使用。46/105（1）模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)STC15F2K60S2單片機(jī)ADC的結(jié)構(gòu)如圖所示。圖9-7STC15F2K60S2單片機(jī)ADC結(jié)構(gòu)圖

47/105STC15F2K60S2的ADC組成多路選擇開(kāi)關(guān)比較器逐次比較寄存器10位DAC轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器（ADC_RES和ADC_RESL）ADC控制寄存器ADC_CONTR48/105STC15F2K60S2的ADC轉(zhuǎn)換原理STC15F2K60S2的ADC是逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。逐次比較型ADC由一個(gè)比較器和D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，通過(guò)逐次比較邏輯，從最高位（MSB）開(kāi)始，順序地對(duì)每一輸入電壓與內(nèi)置D/A轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)多次比較，使轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量逐次逼近輸入模擬量對(duì)應(yīng)值。49/105（2）參考電壓源STC15F2K60S2單片機(jī)ADC模塊的參考電壓源是輸入工作電壓Vcc，一般不用外接參考電壓源。如果Vcc不穩(wěn)定（例如電池供電的系統(tǒng)中，電池電壓常常在5.3V-4.2V之間漂移），則可以在8路A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)通道外接一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓源，計(jì)算出此時(shí)的工作電壓Vcc，再計(jì)算出其他幾路A/D轉(zhuǎn)換通道的電壓。50/105（3）與ADC有關(guān)的特殊功能寄存器1）P1口模擬功能控制寄存器P1ASFP1ASF（地址為9DH，復(fù)位值為00H）各位的定義如下：位號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱P17ASFP16ASFP15ASFP14ASFP13ASFP12ASFP11ASFP10ASF51/105如果要使用相應(yīng)口的模擬功能，需將P1ASF特殊功能寄存器中的相應(yīng)位置為1。如，若要使用P1.6的模擬量功能，則需要將P16ASF設(shè)置為1。注意，P1ASF寄存器不能位尋址，可以使用匯編語(yǔ)言指令ORLP1ASF,#40H，也可以使用C語(yǔ)言語(yǔ)句P1ASF|=0x40;位號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱P17ASFP16ASFP15ASFP14ASFP13ASFP12ASFP11ASFP10ASF52/1052）ADC控制寄存器ADC_CONTRADC_CONTR（地址為BCH，復(fù)位值為00H）各位的定義如下：位號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱ADC_POWERSPEED1SPEED0ADC_FLAGADC_STARTCHS2CHS1CHS0①ADC_POWER：ADC電源控制位。0：關(guān)閉ADC電源。1：打開(kāi)ADC電源。53/105說(shuō)明建議進(jìn)入空閑模式前，將ADC電源關(guān)閉，即ADC_POWER=0。啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換前一定要確認(rèn)ADC電源已打開(kāi)，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后關(guān)閉ADC電源可降低功耗，也可不關(guān)閉。初次打開(kāi)內(nèi)部ADC轉(zhuǎn)換模擬電源，需適當(dāng)延時(shí)，等內(nèi)部模擬電源穩(wěn)定后，再啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。建議啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換后，在A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束之前，不改變?nèi)魏蜪/O口的狀態(tài)，有利于提高A/D轉(zhuǎn)換的精度。54/105②SPEED1、SPEED0：ADC轉(zhuǎn)換速度控制位。SPEED1SPEED0A/D轉(zhuǎn)換所需時(shí)間1190個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次，CPU工作頻率21MHz時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換速度約300KHz，9位精度10180個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次，可達(dá)到10位精度01360個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次，可達(dá)到10位精度00540個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次，可達(dá)到10位精度位號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱ADC_POWERSPEED1SPEED0ADC_FLAGADC_STARTCHS2CHS1CHS0表9-2ADC轉(zhuǎn)換速度控制55/105STC15F2K60S2單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換模塊的時(shí)鐘外部晶體時(shí)鐘或內(nèi)部R/C振蕩器所產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘，不使用時(shí)鐘分頻寄存器CLK_DIV對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘分頻后所產(chǎn)生的供給CPU工作所使用的時(shí)鐘。優(yōu)點(diǎn)：不僅可以讓ADC用較高的頻率工作，提高A/D的轉(zhuǎn)換速度；而且可以讓CPU用較低的頻率工作，降低系統(tǒng)的功耗。56/105需要注意設(shè)置ADC_CONTR控制寄存器的語(yǔ)句執(zhí)行后，要經(jīng)過(guò)4個(gè)CPU時(shí)鐘的延時(shí)，其值才能夠保證被設(shè)置進(jìn)ADC_CONTR控制寄存器。典型代碼如下：

MOVADC_CONTR,#DATANOPNOPNOPNOPMOVA,ADC_CONTR

;經(jīng)過(guò)4個(gè)時(shí)鐘延時(shí),才能正確讀到ADC_CONTR控制寄存器的值57/105③ADC_FLAG：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位。

A/D轉(zhuǎn)換完成后，ADC_FLAG=1，要由軟件清零。不管A/D轉(zhuǎn)換完成后由該位申請(qǐng)產(chǎn)生中斷，還是由軟件查詢?cè)摌?biāo)志位判斷A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，ADC_FLAG=1，一定要軟件清0。位號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱ADC_POWERSPEED1SPEED0ADC_FLAGADC_STARTCHS2CHS1CHS058/105⑤CHS2、CHS1、CHS0：模擬輸入通道選擇，如表所示。用MOV語(yǔ)句對(duì)ADC_CONTR寄存器進(jìn)行賦值。位號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱ADC_POWERSPEED1SPEED0ADC_FLAGADC_STARTCHS2CHS1CHS0CHS2CHS1CHS0模擬輸入通道選擇000選擇P1.0作為A/D輸入來(lái)用001選擇P1.1作為A/D輸入來(lái)用010選擇P1.2作為A/D輸入來(lái)用011選擇P1.3作為A/D輸入來(lái)用100選擇P1.4作為A/D輸入來(lái)用101選擇P1.5作為A/D輸入來(lái)用110選擇P1.6作為A/D輸入來(lái)用111選擇P1.7作為A/D輸入來(lái)用表9-3模擬輸入通道選擇59/1053）A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)格式控制及A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADC_RES、ADC_RESL特殊功能寄存器ADC_RES（地址為BDH，復(fù)位值為00H）和ADC_RESL（地址為BEH，復(fù)位值為00H）用于保存A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。特殊功能寄存器CLK_DIV中的ADRJ位用于設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的存儲(chǔ)格式。ADRJ=0時(shí)，ADC_RES[7:0]存放高8位ADC結(jié)果，ADC_RESL[1:0]存放低2位ADC結(jié)果；ADRJ=1時(shí)，ADC_RES[1:0]存放高2位ADC結(jié)果，ADC_RESL[7:0]存放低8位ADC結(jié)果。60/105如果STC15F2K60S2單片機(jī)的10位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的高8位存放在ADC_RES中，低2位存放在ADC_RESL的低2位中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果計(jì)算公式如下：取10位結(jié)果(ADC_RES[7:0],ADC_RESL[1:0])=1024×Vin/Vcc取8位結(jié)果

ADC_RES[7:0]=256×Vin/Vcc

Vin為模擬輸入通道輸入電壓，Vcc為單片機(jī)實(shí)際工作電壓，用單片機(jī)工作電壓作為模擬參考電壓。61/1054）與A/D轉(zhuǎn)換中斷有關(guān)的寄存器中斷允許控制寄存器IE中的EADC位（D5位）用于開(kāi)放ADC中斷EA位（D7位）用于開(kāi)放CPU中斷中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP中的PADC位（D5位）用于設(shè)置A/D中斷的優(yōu)先級(jí)在中斷服務(wù)程序中，要使用軟件將A/D中斷標(biāo)志位ADC_FLAG（也是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位）清0。62/1052、STC15F2K60S2單片機(jī)ADC模塊的使用編程要點(diǎn)打開(kāi)ADC電源，第一次使用時(shí)要打開(kāi)內(nèi)部模擬電源（設(shè)置ADC_CONTR）。適當(dāng)延時(shí)，等內(nèi)部模擬電源穩(wěn)定。一般延時(shí)1ms以內(nèi)即可。設(shè)置P1口中的相應(yīng)口線作為A/D轉(zhuǎn)換通道（設(shè)置P1ASF寄存器）。63/105選擇ADC通道（設(shè)置ADC_CONTR中的CHS2~CHS0）。根據(jù)需要設(shè)置轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)格式（設(shè)置AUXR1中的ADRJ位）。查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志ADC_FLAG，判斷A/D轉(zhuǎn)換是否完成，若完成，則讀出結(jié)果（結(jié)果保存在ADC_RES和ADC_RESL寄存器中），并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。64/105讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果注意：如果是多通道模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，則更換A/D轉(zhuǎn)換通道后要適當(dāng)延時(shí)，使輸入電壓穩(wěn)定，延時(shí)量取20μs～200μs即可，與輸入電壓源的內(nèi)阻有關(guān)。如果輸入電壓信號(hào)源的內(nèi)阻在10K以下，可不加延時(shí)。如果是單通道模擬量轉(zhuǎn)換，則不需要更換A/D轉(zhuǎn)換通道，也就不需要加延時(shí)。65/105若采用中斷方式，還需進(jìn)行中斷設(shè)置（EADC置1，EA置1）。在中斷服務(wù)程序中讀取ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果，并將ADC中斷請(qǐng)求標(biāo)志ADC_FLAG清零。66/105【例9-2】編程實(shí)現(xiàn)利用STC12C5A60S2單片機(jī)ADC通道2采集外部模擬電壓信號(hào)，8位精度，采用查詢方式循環(huán)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果保存于30H單元中。假設(shè)時(shí)鐘頻率為18.432MHz。解：取8位精度時(shí)，若ADRJ-0，則可直接使用轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADC_RES的值。由于復(fù)位后，ADRJ=0，因此，按照ADC的編程要點(diǎn)進(jìn)行初始化后，直接判斷ADC_FLAG標(biāo)志是否為1，若為1，則讀出ADC_RES寄存器的值，并存入30H即可；若為0，則繼續(xù)等待。67/105匯編語(yǔ)言程序代碼如下：$INCLUDE(STC15.INC);包含STC15F2K60S2單片機(jī)寄存器定義文件ADC_DATEQU30H;A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果

ORG0000HLJMPMAINORG0050HMAIN:MOVSP,#70H;設(shè)置堆棧

ORLADC_CONTR,#80H;開(kāi)A/D轉(zhuǎn)換電源

MOVA,#20HLCALLDELAY;開(kāi)電源后加適當(dāng)延時(shí)，1ms以內(nèi)即可

MOV P1ASF,#04H ;設(shè)置P1.2的模擬量功能

MOVADC_CONTR,#11100010B;選擇P1.2作為A/D轉(zhuǎn)換通道

MOVA,#05HLCALLDELAY;如果切換A/D轉(zhuǎn)換通道,則需要加延時(shí)68/105WAIT_AD:ORLADC_CONTR,#00001000B;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換

MOVA,#00010000B;判斷A/D轉(zhuǎn)換是否完成

ANLA,ADC_CONTRJZWAIT_AD;A/D轉(zhuǎn)換尚未完成,繼續(xù)等待

ANLADC_CONTR,#11100111B;將ADC_FLAG清零

MOVA,ADC_RES;讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果

MOVADC_DAT,A;保存A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果

LJMPWAIT_AD;等待下一次轉(zhuǎn)換完成69/105DELAY:;延時(shí)子程序

PUSH02;將寄存器組0的R2入棧

PUSH03;將寄存器組0的R3入棧

PUSH04;將寄存器組0的R4入棧

MOVR4,ADELAY_LOOP0:MOVR3,#200;2個(gè)時(shí)鐘周期Delay_LOOP1:MOVR2,#249;2個(gè)時(shí)鐘周期DELAY_LOOP:DJNZR2,DELAY_LOOP;4個(gè)時(shí)鐘周期

DJNZR3,DELAY_LOOP1;4個(gè)時(shí)鐘周期

DJNZR4,DELAY_LOOP0;4個(gè)時(shí)鐘周期

POP04POP03POP02RETEND70/105C語(yǔ)言程序代碼如下：#include“stc12.h”//包含STC12C5A60S2單片機(jī)寄存器定義文件unsignedchardataadc_dat_at_0x30;//A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果變量voidmain(void){unsignedlongi;unsignedcharstatus;ADC_CONTR|=0x80;//開(kāi)A/D轉(zhuǎn)換電源

for(i=0;i<10000;i++);//適當(dāng)延時(shí)

P1ASF=0x04;//選擇P1.2作為A/D轉(zhuǎn)換通道

ADC_CONTR=0xE2;for(i=0;i<10000;i++);//適當(dāng)延時(shí)

while(1)//循環(huán)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換

{ADC_CONTR|=0x08;//重新啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換

status=0;while(status==0)//等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束

{status=ADC_CONTR&0x10;}ADC_CONTR&=0xE7;//將ADC_FLAG清零

adc_dat=ADC_RES;//保存A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果

}}71/105【例9-3】編程實(shí)現(xiàn)利用STC12C5A60S2單片機(jī)ADC通道2采集外部模擬電壓信號(hào)，10位精度，采用中斷方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果保存于30H和31H單元中。假設(shè)時(shí)鐘頻率為18.432MHz。解：ADRJ=0時(shí)，ADC結(jié)果的高8位在ADC_RES中，低2位在ADC_RESL的低2位。因此，可以在中斷服務(wù)程序中讀出ADC_RESL寄存器的值，屏蔽高6位后存入30H單元，讀出ADC_RES寄存器的值，存入31H單元。72/105匯編語(yǔ)言程序代碼如下：$INCLUDE(STC15.INC);包含STC15F2K60S2單片機(jī)寄存器定義文件

ADC_HIEQU31H;A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果高2位

ADC_LOWEQU30H;A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果低8位

ORG0000HLJMPMAINORG 002BHLJMPADC_ISR;ADC中斷服務(wù)程序入口

ORG0050HMAIN:MOVSP,#70H;設(shè)置堆棧

ORLADC_CONTR,#80H;開(kāi)A/D轉(zhuǎn)換電源

MOVA,#20HLCALLDELAY;開(kāi)電源后要加適當(dāng)延時(shí)，1ms以內(nèi)即可

MOV P1ASF,#04H ;設(shè)置P1.2的模擬量功能

MOVADC_CONTR,#11100010B;選擇P1.2作為A/D轉(zhuǎn)換通道

MOVA,#05HLCALLDELAY;如果切換A/D轉(zhuǎn)換通道,則需要加延時(shí)

ORL AUXR1,#04H ;設(shè)置ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)格式（ADRJ=1）

ORLADC_CONTR,#00001000B;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換

SETBEADC;EADC=1,開(kāi)放ADC的中斷控制位

SETBEA;開(kāi)放CPU總中斷

SJMP$;循環(huán)等待中斷73/105ADC_ISR:;ADC中斷服務(wù)程序入口

ANLADC_CONTR,#11100111B;將ADC_FLAG清0MOVA,ADC_RES;讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果高2位

ANLA,#03H;屏蔽高6位

MOVADC_HI,A;保存A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果高2位

MOVA,ADC_RESL;讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果低8位

MOVADC_LOW,A;保存A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果低8位

ORLADC_CONTR,#00001000B;重新啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換RETI74/105DELAY:;延時(shí)子程序

PUSH02;將寄存器組0的R2入棧

PUSH03;將寄存器組0的R3入棧

PUSH04;將寄存器組0的R4入棧

MOVR4,ADELAY_LOOP0:MOVR3,#200;2個(gè)時(shí)鐘周期Delay_LOOP1:MOVR2,#249;2個(gè)時(shí)鐘周期DELAY_LOOP:DJNZR2,DELAY_LOOP;4個(gè)時(shí)鐘周期

DJNZR3,DELAY_LOOP1;4個(gè)時(shí)鐘周期

DJNZR4,DELAY_LOOP0;4個(gè)時(shí)鐘周期

POP04POP03POP02RETEND75/105C語(yǔ)言程序代碼如下：#include“stc15.h”//包含STC15F2K60S2單片機(jī)寄存器定義文件unsignedchardataadc_hi_at_0x31;//A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果變量高2位unsignedchardataadc_low_at_0x30;//A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果變量低8位voidmain(void){unsignedlongi;ADC_CONTR|=0x80;//開(kāi)A/D轉(zhuǎn)換電源

for(i=0;i<10000;i++);//適當(dāng)延時(shí)

P1ASF=0x04;//選擇P1.2作為A/D轉(zhuǎn)換通道

ADC_CONTR=0xE2;for(i=0;i<10000;i++);//適當(dāng)延時(shí)

AUXR1|=0x04; //ADRJ=1ADC_CONTR|=0x08;//啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換

EADC=1;//EADC=1,開(kāi)放ADC的中斷控制位

EA=1;//開(kāi)放CPU總中斷

while(1);//循環(huán)等待ADC中斷}76/105voidADC_ISR(void)interrupt5//ADC中斷函數(shù){ADC_CONTR&=0xE7;//將ADC_FLAG清0adc_hi=ADC_RES&0x03;//保存A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果高2位

adc_low=ADC_RESL;//保存A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果低8位

ADC_CONTR|=0x08;//重新啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換}77/105§9.3數(shù)模轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用單片機(jī)處理后的數(shù)字信號(hào)要轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)才能控制相關(guān)對(duì)象。實(shí)現(xiàn)數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的器件稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），簡(jiǎn)稱為D/A轉(zhuǎn)換器。本節(jié)主要介紹D/A轉(zhuǎn)換的原理及性能指標(biāo)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5616與單片機(jī)的接口及編程方法。78/105一、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理及性能指標(biāo)1、數(shù)模轉(zhuǎn)換器的分類根據(jù)解碼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同，D/A轉(zhuǎn)換器可以分為T型、倒T型、權(quán)電阻和權(quán)電流等類型。根據(jù)模擬電子開(kāi)關(guān)的種類不同，D/A轉(zhuǎn)換器可以分為CMOS型和雙極型。雙極型又分為電流開(kāi)關(guān)型和ECL電流開(kāi)關(guān)型。79/105D/A轉(zhuǎn)換器選擇在速度要求不高的情況下，可選用CMOS開(kāi)關(guān)型D/A轉(zhuǎn)換器；如對(duì)轉(zhuǎn)換速度要求較高，則應(yīng)選用雙極型電流開(kāi)關(guān)D/A轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換速度更高的ECL電流開(kāi)關(guān)型D/A轉(zhuǎn)換器。80/1052、D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理根據(jù)分類不同，D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理也不盡相同。下面只介紹權(quán)電阻型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的工作原理，其余類型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的工作原理請(qǐng)讀者自行查閱資料學(xué)習(xí)。權(quán)電阻型數(shù)/模轉(zhuǎn)換：就是將某一數(shù)字量的二進(jìn)制代碼各位按它的“權(quán)”的數(shù)值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流，然后再把代表各位數(shù)值的電流加起來(lái)。81/105一個(gè)8位的權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器的原理框圖如圖所示。圖9-8權(quán)電阻型D/A轉(zhuǎn)換器82/105工作原理線性電阻網(wǎng)絡(luò)，可以應(yīng)用疊加原理分析網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓先逐個(gè)求出每個(gè)開(kāi)關(guān)單獨(dú)接通標(biāo)準(zhǔn)電壓，而其余開(kāi)關(guān)均接地時(shí)網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓分量，然后將所有接標(biāo)準(zhǔn)電壓開(kāi)關(guān)的輸出分量相加，就可以得到總的輸出電壓。83/105Di=0時(shí)，Si接地。Di=1時(shí)，Si接VB（i=0，1，…，7）權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化電路如圖所示。圖9-9權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)化電路84/105圖中

V0=a7?VB，V1=a6?VB，V2=a5?VB，V3=a4?VB，V4=a3?VB，V5=a2?VB，V6=a1?VB，V7=a0?VB，a0,a1,…,a7=0或1。圖9-9權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)化電路85/105當(dāng)R=2Rf時(shí)，代入上式得：由此得到：86/1053、D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)（1）分辨率分辨率是D/A轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入量變化敏感程度的描述，與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關(guān)。（2）穩(wěn)定時(shí)間指D/A轉(zhuǎn)換器中代碼有滿度值的變化時(shí)，其輸出達(dá)到穩(wěn)定（一般穩(wěn)定到與±1/2最低位值相當(dāng)?shù)哪M量范圍內(nèi)）所需的時(shí)間。一般為幾十毫秒到幾微秒。87/105（3）輸出電平不同型號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電平相差較大，一般為5~10V，也有一些高壓輸出型的為24~30V。還有一些電流輸出型，低的為20mA，高的可達(dá)3A。（4）轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度是轉(zhuǎn)換后所得的實(shí)際值對(duì)于理想值的接近程度。（5）輸入編碼如二進(jìn)制、BCD碼、雙極性時(shí)的符號(hào)-數(shù)值碼、補(bǔ)碼、偏移二進(jìn)制碼等。必要時(shí)可在D/A轉(zhuǎn)換前用計(jì)算機(jī)進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換。88/105二、12位D/A轉(zhuǎn)換器TLV5616及其接口技術(shù)1、TLV5616簡(jiǎn)介TLV5616是一個(gè)帶有靈活的4線串行接口的12位電壓輸出數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）。4線串行接口可以與SPI、QSPI和Microwire串行口接口。TLV5616可以用一個(gè)包括4個(gè)控制位和12個(gè)數(shù)據(jù)位的16位串行字符串來(lái)編程TLV5616采用CMOS工藝，設(shè)計(jì)成2.7V至5.5V單電源工作。89/105器件用8引腳封裝，工業(yè)級(jí)芯片的工作溫度范圍從-40℃至85℃。輸出電壓（由外部基準(zhǔn)決定滿度電壓）由下式給出：其中REF是基準(zhǔn)電壓，而CODE是數(shù)字輸入值，范圍從0x000至0xFFF。上電復(fù)位將內(nèi)部鎖存為一個(gè)規(guī)定的初始狀態(tài)（所有各位為零）。90/105各引腳功能介紹如下：DIN：串行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入SCLK：串行數(shù)字時(shí)鐘輸入：芯片選擇，低有效FS：幀同步，數(shù)字輸入，用于4線串行接口。圖9-10TLV5616引腳圖91/105AGND：模擬地REFIN：基準(zhǔn)模擬電壓輸入OUT：DAC模擬電壓輸出VDD：正電源圖9-10TLV5616引腳圖92/1052、內(nèi)部結(jié)構(gòu)TLV5616的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。圖9-11TLV5616的內(nèi)部結(jié)構(gòu)93/105TLV5616是一個(gè)基于一個(gè)電阻串結(jié)構(gòu)的12位、單電源DAC。一個(gè)并行接口速度和掉電控制邏輯一個(gè)基準(zhǔn)輸入緩沖器電阻串一個(gè)軌到軌（rail-to-rail）輸出緩沖器94/1053、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖TLC5616的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖如圖所示。圖9-12TLC5616的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖95/105數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程首先器件必須使能CS。然后在FS的下降沿啟動(dòng)數(shù)據(jù)的移位，在SCLK的下降沿一位接一位地傳入內(nèi)部寄存器。在16位已傳送后或者當(dāng)FS升高時(shí)，移位寄存器中的內(nèi)容被移到DAC鎖存器，它將輸出電壓更新為新的電平。96/105TLV5616的串行接口可以用于兩種基本的方式：4線（帶片選）3線（不帶片選）4、數(shù)據(jù)格式TLV5616的16位數(shù)據(jù)字包括兩部分：控制位