D/A轉換器TLC5618的功能應用實例

　　下面具體介紹采用一片可編程雙通道D/A轉換器TLC5618的一個通道實現(xiàn)D/A轉換的同時，用它的另一個通道通過軟件編程以逐次比較方式來實現(xiàn)A/D轉換功能的實際應用方法。其硬件設計如圖1所示

　　TLC5618是帶有緩沖基準輸入(高阻抗)的雙路12位電壓輸出數(shù)字模擬轉換器(DAC)，8引腳的小型D封裝，需+5V 單電源工作，其輸出電壓范圍為基準電壓的兩倍，因此，電路設計采用了1.2V基準電壓(如LM385)。

　　通過CMOS兼容的3線串行總線單片機可以對TLC5618實現(xiàn)數(shù)字控制，器件接收用于編程的16位輸入字產(chǎn)生模擬輸出。16位輸入字的高4位為編程控制位，通過對編程控制位的設定，可以有三種不同的輸出方式，低12 位為被轉換的數(shù)字量。數(shù)據(jù)從串行數(shù)據(jù)輸入端DIN按從高位到低位的順序依次輸入，單片機串行通訊可工作在操作模式0下，串行口作同步移位寄存器用或采用其它I/O口模擬串行口方式實現(xiàn)數(shù)字控制。這里值得注意的是單片機工作在操作模式0下時，串行口發(fā)送或接收的是8位數(shù)據(jù)，且低位在前，與TLC5618的數(shù)據(jù)接收時序相反。因此單片機應先將數(shù)據(jù)進行高低位交換后再進行數(shù)據(jù)發(fā)送。

　　圖1 采用一片TLC5618實現(xiàn)A/D轉換和D/A轉換的應用電路

　　1.D/A功能的實現(xiàn)

　　該功能只占用TLC5618的OUTB輸出通道，若指定建立時間為3μs，則前4位編程控制位應為00xx。前4位編程控制位和被轉換的12位數(shù)字量組成高8位+低8位=16位的輸入字，從串行數(shù)據(jù)輸入端DIN按從高位到低位的順序依次輸入，轉換結果電壓從TLC5618 的OUTB輸出。本電路通過V-I轉換電路(見圖1)實現(xiàn)電壓到電流的轉換。這里不再祥述。

　　2.A/D功能的實現(xiàn)

　　在本電路中沒有單獨使用A/D轉換器，A/D轉換功能是通過雙路D/A轉換器TLC5618的另一個輸出通道OUTA，通過一級放大電路和比較電路，并通過軟件編程采用逐次比較法來實現(xiàn)的。即在雙通道D/A轉換器TLC5618的串行數(shù)據(jù)輸入端DIN逐次輸入按位依次指定的12位數(shù)字量(如x800h)，并將每次輸入數(shù)字量的D/A轉換結果同實際輸入的模擬電壓進行比較，根據(jù)比較結果來決定每次指定的位應為0或1，當最后一位確定后，這個按位被指定的數(shù)字量就是最終A/D轉換結果。具體原理如下：

　　每次A/D轉換過程中，前4位編程位一直為10xx。前4位編程位和后面12位轉換數(shù)字量構成高8位+低8位=16位的輸入字。

　　每次A/D轉換前先指定12位輸入數(shù)字量(不包括4位編程位)的最高位為 1輸入TLC5618進行D/A轉換，D/A轉換的結果從OUTA輸出后，經(jīng)過一級放大電路，通過比較電路與實際輸入的模擬電壓比較。若轉換結果電壓大于輸入的模擬電壓，則三極管T1基極為高電平，T1導通，P0.2被下拉為低電平;否則轉換結果電壓小于輸入的模擬電壓，則三極管T1基極為低電平，T1截止，P0.2被上拉為高電平。單片機通過檢測P0.2的狀態(tài)，如果P0.2為高電平，則保留本位的1;否則P0.2為低電平，則將本位的1變?yōu)?。這樣12位數(shù)字量中的一位就被確定下來，然后再指定下一位為1，再經(jīng)過D/A轉換、放大、比較，并檢測P0.2的狀態(tài)，該位又被確定下來。依次類推，直到12位數(shù)字量全被確定下來，這個12位的數(shù)字量的D/A轉換結果將最接近輸入的模擬電壓，它實際就是A/D轉換的結果。注意單片機在檢測I/O比較結果狀態(tài)時，應加入約為10μs的時間延時。

　　另外，本電路僅具有一個模擬量輸入信號，如需有多個模擬量輸入信號，可不必加模擬開關，只需增加比較電路即可，多個模擬量輸入信號均可與D/A轉換器經(jīng)一級放大電路的輸出信號比較，并通過相應的A/D轉換子程序實現(xiàn)A/D轉換。