8位DA转换器－DAC0832

张衍波

DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。图1-1和图1-2分别为DAC0832的引脚图和内部结构图。其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1μs，满量程误差为±1LSB，参考电压为(+10～-10)V，供电电源为(+5～+15)V，逻辑电平输入与TTL兼容。从图1-1中可见，在DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号/XFER。

file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif图1-1中，当ILE为高电平，片选信号 /CS 和写信号 /WR1为低电平时，输入寄存器控制信号为1，这种情况下，输入寄存器的输出随输入而变化。此后，当 /WR1由低电平变高时，控制信号成为低电平，此时，数据被锁存到输入寄存器中，这样输入寄存器的输出端不再随外部数据DB的变化而变化。

对第二级锁存来说，传送控制信号 /XFER 和写信号 /WR2同时为低电平时，二级锁存控制信号为高电平，8位的DAC寄存器的输出随输入而变化，此后，当 /WR2由低电平变高时，控制信号变为低电平，于是将输入寄存器的信息锁存到DAC寄存器中。

图1-1中其余各引脚的功能定义如下：

(1)、DI7～DI0 ：8位的数据输入端，DI7为最高位。

(2)、IOUT1 ：模拟电流输出端1，当DAC寄存器中数据全为1时，输出电流最大，当 DAC寄存器中数据全为0时，输出电流为0。

(3)、IOUT2 ：模拟电流输出端2， IOUT2与IOUT1的和为一个常数，即IOUT1＋IOUT2＝常数。

(4)、RFB ：反馈电阻引出端，DAC0832内部已经有反馈电阻，所以 RFB端可以直接接到外部运算放大器的输出端，这样相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输出端和输入端之间。

(5)、VREF ：参考电压输入端，此端可接一个正电压，也可接一个负电压，它决定0至255的数字量转化出来的模拟量电压值的幅度，VREF范围为(+10～-10)V。VREF端与D/A内部T形电阻网络相连。

(6)、Vcc ：芯片供电电压，范围为(+5~15)V。

(7)、AGND ：模拟量地，即模拟电路接地端。

(8)、DGND ：数字量地。

file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg

图1-2、DAC0832内部结构图

2、 DAC0832的工作方式

DAC0832可处于三种不同的工作方式：

1、 直通方式 ：当ILE接高电平，file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif、file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif、file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif和file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gif都接数字地时，DAC处于直通方式，8位数字量一旦到达DI7～DI0输入端，就立即加到8位D/A转换器，被转换成模拟量。例如在构成波形发生器的场合，就要用到这种方式，即把要产生基本波形的数据存在ROM中，连续取出送到DAC去转换成电压信号。

2、 单缓冲方式 ：只要把两个寄存器中的任何一个接成直通方式，而用另一个锁存器数据，DAC就可处于单缓冲工作方式。一般的做法是将file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif和file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gif都接地，使DAC寄存器处于直通方式，另外把ILE接高电平，file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif接端口地址译码信号，file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif接CPU的file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif信号，这样就可以通过一条MOVX指令，选中该端口，使file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif和file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif有效，启动D/A转换。

3、 双缓冲方式 ：主要在以下两种情况下需要用双缓冲方式的D/A转换。

l  需在程序的控制下，先把转换的数据输入输入缓存器，然后在某个时刻再启动D/A转换。这样，可先选中file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif端口，把数据写入输入寄存器；再选中file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gif端口，把输入寄存器内容写入DAC寄存器，实现D/A转换。

l  在需要同步进行D/A转换的多路DAC系统中，采用双缓冲方式，可以在不同的时刻把要转换的数据打入各DAC的输入寄存器，然后由一个转换命令同时启动多个DAC转换。先用3条输出指令选择3个端口，分别将数据写入各DAC的输入寄存器，当数据准备就绪后，再执行一次写操作，使file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gif变低同时选通3个D/A的DAC寄存器，实现同步转换。

3、DAC0832的应用

图1-3为单片机和DAC0832直通方式输出连接图，运放输出电路输出电压为 UOUT＝－(D/256)*VREF, 例如上图中向DAC0832传送的8位数据量40H(01000000B),则输出电压UOUT=－(64/256)*5V=－1.25V，其输出过程可用MOV  P1 ,  #40H一条指令完成。

file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg

图1-3、单片机和DAC0832直通方式输出连接图

资料2：ADC804的性能特点

ADC804型8位全MOS file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.gif转换器。它是中速廉价型产品之一。片内有三态数据输出锁存器，与微处理器兼容，输入方式为单通道，转换时间约为100?s。它的非线形误差为±1LSB。电源电压为单一+5V。

1、ADC0804的引脚及其功能

file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image019.gifADC0804的典型外部接线图如图2-1所示。被转换的电压信号从file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.gif和file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.gif输入，允许此信号是差动的或不共地的电压信号,模拟地和数字地分别设置引入端,使数字电路的地电流不影响模拟信号回路，以防止寄生耦合造成的干扰。参考电压file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.gif可以由外部电路供给，从“file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.gif”端直接送入。当file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image027.gif电源准确、稳定时，也可作参考基准。此时，由ADC0804片内部设置的分压电路可自行提供file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.gif参考电压(2.5V)，“file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.gif”端不必外接电源，浮空即可。                       ADC0804片内有时钟电路，只要在外部“CLKR”和“CLK”两端外接一对电阻电容即可产生file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image029.gif转换所需要的时钟，其振荡频率为file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image031.gif≈file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image033.gifRC。其典型应用参数为：R=10kΩ，C=150pF，file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image031.gif≈640kHz，每秒钟可转换1万次。若采用外部时钟，则外部file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image031.gif可从CLK端送入，此时不接R、C。

    file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.gif是片选端，file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.gif是控制芯片启动的输入端；file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image038.gif是转换结束信号输出端，输出电平高跳到低表示本次转换已经完成，可作为中断或查询信号。如果file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.gif和file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.gif端与file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image038.gif端相连，则ADC0804就处于自动循环转换状态。

file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image040.jpgfile:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image042.gif为转换结果读出控制端，当它与file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.gif同时为低电平时，输出数据锁存器DB0~DB7各端上出现8位并行二进制数码，以表示file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image043.gif结果。

图2-1、ADC0804引脚图

2、ADC0804转换器的时序及接口电路

ADC0804转换器的时序如下。file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.gif=0时，允许进行file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image043.gif转换。file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.gif由低跳高时file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image043.gif转换开始，8位逐次比较需用8×8=64个时钟周期，再加上控制逻辑操作，一次转换需要66~73个时钟周期。ADC0804与AT89C51单片机的接口电路见图2-2：

file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image045.jpg

图2-2、单片机和0804接口电路

0804由于具有三态输出锁存器，可直接驱动数据总线，故与AT89C51接口电路十分简单，直接连接成上图即可。

当file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.gif与file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.gif同时有效时便启动file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image043.gif转换，转换结束时产生file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image038.gif信号，可供输出查询或中断信号。在file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.gif和file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image042.gif共同控制下可以读取转换结果数据。

在file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image043.gif转换过程中，如果再次启动转换器，则终止正在进行的转换，进入新的转换，在新的转换过程中，数据寄存器中仍保持上一次的转换结果。

0804提供两个信号输入端file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image049.gif和file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.gif，如果输入电压file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image051.gif的变化范围从0V到file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image053.gif，则芯片的file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.gif端接地，输入电压加到file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image049.gif端。对于差动输入，输入电压可以从非零开始，即file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image055.gif到file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image053.gif。此时file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.gif端应接至等于file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image055.gif的恒定电压上，而输入电压file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image051.gif仍加到file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image049.gif端上。

0804转换器的零点无需调整，而输入电压的范围可以通过调整file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.gif端处的电压加以改变。file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.gif端电压应为输入电压的file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image058.gif。例如输入电压范围是0V至2V，则在file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.gif端应加1V，但当输入电压为0~+5V时，file:///C:/Users/admin/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.gif端无需外加任何电压，而由内部电源分压得到。

AD0804按图2-2和单片机相连时, 完成一次A/D采集的应用程序如下:

       AD0804:          MOV   P1,  #0FFH            ；对所有使用到I/O口置1

                          MOV   P3,  #0FFH

                 CLR    P3.0                   ；选片及写信号置低，启动A/D

                          CLR  P3.6

                             NOP

                 SETB   P3.6                   ；完成启动

                 SETB   P3.0   

   WAIT:       JNB    P3.4, WAIT              ；等待A/D结束信号

                 CLR   P3.0                    ；选片及读信号置低，发读信号

                 CLR   P3.7

                 NOP

                 MOV   A, P1                 ；取A/D结果送到A

                             SETB  P3.7                   ；整个过程结束

                             SETB  P3.0

                 RET