DAC0832中文資料DOC

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)用的些重要資料見糾;i«人 mMWh,寄MSE討訂電凡刖 ILh-徑丄伸-1 Tm * fr#“SMXra *<riir，nn器箱人敢jk被島cs-I 2-5律-ILKMNI戶 1J1i?I'S-1山F；15【兒1711Ph1 乂廿-H13hhMill 912IXiND-in111尿口r嚨-

2、.'GiNlhi嚴(yán)(III1111D/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)用電路圖 :DAC0832 引腳功能說明：DIODI7: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:

3、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,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:嶺圖 4-

4、82殆1 叭 AGND 6 B J I巧一Ww j 跟EXJNO DAC10CS:片選信號(hào)，低電平有效。y , P叫PED7+Dt +A + 2 巧由上式可見，輸出的模擬量 與輸入的數(shù)字量（2.2"+十成正比，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。20 %IILL一TVRj XfTED*厲D&仍:*loUTl11 Un

5、iD0D7 :數(shù)字信號(hào)輸入端。ILE :輸入寄存器允許，高電平有效。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。I0UT1、I0UT2 : 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。DAC0832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

6、：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 ：?jiǎn)?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。0E: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 :

7、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

8、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。輸出阻抗很小，所以，它的驅(qū)動(dòng)能力非常大。2.由電阻網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器構(gòu)成的 D/A 轉(zhuǎn)換器利用運(yùn)算放大器各輸入電流相加的原理， 可以構(gòu)成如圖 10.7所示的、由電阻網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器組成的、最簡(jiǎn)單的 4 位 D/A轉(zhuǎn)換器。圖中， V0 是一個(gè)有足夠精度的標(biāo)準(zhǔn)電源。運(yùn)算放大器輸入端的各支路對(duì)應(yīng)待轉(zhuǎn)換資料的D。，Di,，Dn-1位。各輸入支

9、路中的開關(guān)由對(duì)應(yīng)的數(shù)字元值控制，如果數(shù)字元為 1，則對(duì)應(yīng)的開關(guān)閉合；如果數(shù)字為 0，則對(duì)應(yīng)的開關(guān)斷開。各輸入支路中的電阻分別為R, 2R, 4R,這些電阻稱為權(quán)電阻。假設(shè)，輸入端有 4 條支路。 4 條支路的開關(guān)從全部斷開到全部閉合， 運(yùn)算放大器可以得到 16 種不同的電流輸入。 這就是說， 通過電阻網(wǎng)絡(luò)，可以把 0000B1111B 轉(zhuǎn)換成大小不等的電流， 從而可以在運(yùn)算放大器的輸出端得到相應(yīng)大小不同的電壓。 如果 數(shù)字0000B每次增1, 一直變化到1111B,那么，在輸出端就可 得到一個(gè)0Vo電壓幅度的階梯波形。3.采用T型電阻網(wǎng)絡(luò)的D/A轉(zhuǎn)換器從圖 10.7可以看出，在 D/A 轉(zhuǎn)換中

10、采用獨(dú)立的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的D/A轉(zhuǎn)換器，就需要R, 2R, 4R,，128R共8個(gè)不等的電阻，最大電阻阻值是最小電阻阻值的128倍，而且對(duì)這些電阻的精度要求比較高。如果這樣的話，從工藝 上實(shí)現(xiàn)起來是很困難的。所以， n 個(gè)如此獨(dú)立輸入支路的方案是 不實(shí)用的。在DAC電路結(jié)構(gòu)中，最簡(jiǎn)單而實(shí)用的是采用T型電阻網(wǎng)絡(luò)來代替單一的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)， 整個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)只需要 R和2R兩種電阻。在集成電路中，由于所有的組件都做在同一芯片上，電阻的 特性可以做得很相近，而且精度與誤差問題也可以得到解決。圖10.8是采用T型電阻網(wǎng)絡(luò)的4位D/A轉(zhuǎn)換器。4位元待 轉(zhuǎn)換資料分別控制4條支路中開關(guān)的倒向。在每

11、一條支路中，（資果（資料為0）開頭倒向左邊，支路中的電阻就接到地；如果 料為1）開關(guān)倒向右邊，電阻就接到虛地。所以，不管開關(guān)倒向 哪一邊，都可以認(rèn)為是接“地”。不過，只有開關(guān)倒向右邊時(shí)， 才能給運(yùn)算放大器輸入端提供電流。T型電阻網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn) A的左邊為兩個(gè)2R的電阻并聯(lián)，們的等效電阻為R，節(jié)點(diǎn)B的左邊也是兩個(gè)2R的電阻并聯(lián)， 們的等效電阻也是R,，依次類推，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 Vref上。這樣，就很容易算出，C點(diǎn)、B 點(diǎn)、A 點(diǎn)的電位分別為-V ref/2 , -V ref/4 , -Vref/8。21Vo2R2R2R圖10.6 采用T型電阻網(wǎng)絡(luò)的r/A轉(zhuǎn)換器在清

12、楚了電阻網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和各節(jié)點(diǎn)的電壓之后，再來分析下各支路的電流值。開關(guān)S3, S2, Si, So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, Si, So倒向右邊時(shí)，輸入電流分別為-V ref/( 4R)， -Vref/( 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匸-Vref/(2R)-Vref/(4R) -Vref/(8R)-Vref/( 16R)=-Vref/

13、 (2R) (2o+2-1+2-2+2-3)=-Vref/ ( 24R) (23+22+21+2o)相應(yīng)的輸出電壓Vo=IRo=-V refRo (24R) ( 23+22+21+2o)將資料推廣到 n 位，輸出模擬量與輸入數(shù)字量之間關(guān)系的一 般表達(dá)式為：V0=-VREFR0/ （ 2nR）（ Dn-12n-1+Dn-2 2n-2+ , +D121+D020 ）（Di=1 或 0）上式表明，輸出電壓 V0 除了和待轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)成比例外， 還和網(wǎng)絡(luò)電阻 R運(yùn)算放大 器反饋電阻R0標(biāo)準(zhǔn)參考電壓 VREF有關(guān)。10.3.2 D/A 轉(zhuǎn)換器性能參數(shù)在實(shí)現(xiàn) D/A 轉(zhuǎn)換時(shí)，主要涉及下面幾個(gè) 性能參數(shù)。

14、分辨率。分辨率是指最小輸出電壓（對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字量最 低位增 1 所引起的輸出電壓增量） 和最大輸出電壓 （對(duì)應(yīng)于輸入 數(shù)字量所有有效位全為 1 時(shí)的輸出電壓） 之比，例如， 4 位 DAC 的分辨率為 1/（24-1）=1/15=6.67% （分辨率 也常用百分比來表示） 。 8 位 DAC 的分辨率為 1/255=0.39%。顯然，位數(shù)越多，分辨率越高。轉(zhuǎn)換精度。 如果不考慮 D/A 轉(zhuǎn)換的誤差， DAC 轉(zhuǎn)換精度 就是分辨率的大小，因此，要獲得高精度的 D/A 轉(zhuǎn)換結(jié)果，首 先要選擇有足夠高分辨率的 DAC 。D/A 轉(zhuǎn)換精度分為絕對(duì)和相對(duì)轉(zhuǎn)換精度， 一般是用誤差大小 表示。 DAC 的轉(zhuǎn)

15、換誤差包括零點(diǎn)誤差、漂移誤差、增益誤差、 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) VFS 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

16、%Vfs= ± 5mV;若相對(duì)轉(zhuǎn)換精度為±1/2LSB , LSB=1/2n，則最大相對(duì)誤差為±1/2n+1Vfs。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

17、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(guó)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loun和I OUT2輸出。DAC0

18、832主要性能參數(shù)：分辨率 8位；轉(zhuǎn)換時(shí)間1卩S；參考電壓± 10V :單電源+5V+15V ;功耗20mW。1.DAC0832的結(jié)構(gòu)圖10. 9 DAC0S32內(nèi)部結(jié)構(gòu)loUT!IOUT2, AGNDDGNDDAC0832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

19、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WRi為低電平時(shí)，LEi為高電平，輸入寄存器的輸出跟隨輸入而變化；此后，當(dāng)WRi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)，LE2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)，LE2變?yōu)榈碗娖剑瑢⑤斎爰拇嫫鞯馁Y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WRi是否起作用。IL

20、E允許鎖存信號(hào)。WR 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)，WRi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。號(hào),Dl7DIo8位數(shù)據(jù)輸入端。loUTI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。loUTl+loUT2=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

21、接在運(yùn)算放大器的輸入端和輸出端之間。Vref參考電壓輸入端?？山与妷悍秶鸀?#177;10V。外部標(biāo)準(zhǔn)電壓通過Vref與T型電阻網(wǎng)絡(luò)相連。Vcc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，

22、 當(dāng)WRi端來一個(gè)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 WRi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。雙緩沖方式。

23、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WRi，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。數(shù)據(jù)總線5DoEFBWRIDAC0832loUTlVoWR2loura地址總線譯碼器!CSM/IO圖10.10 DAC0832的外部連接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