MCS－51與串行D/A轉(zhuǎn)換器的接口設(shè)計(jì)

1. 概述
　　在微機(jī)控制的電氣設(shè)備中，常常需要把數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)電氣設(shè)備的運(yùn)行，在這個(gè)過(guò)程中，D/A轉(zhuǎn)換是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，亦是微機(jī)控制系統(tǒng)重要的組成部分。一般的D/A轉(zhuǎn)化芯片都是并行接口，如8位系列0830/0831/0832、10位系列7520/7530/7533和 12位系列1208/1209/1210等均為并行接口，14位、16位系列也全部為并行接口。只有AD7543是12位串行D/A轉(zhuǎn)換芯片，它是美國(guó)模擬器件公司(Analog Devices)的產(chǎn)品，屬于特殊用途D/A轉(zhuǎn)換器，和并行接口芯片有很大不同，使用該芯片構(gòu)成的系統(tǒng)具有接線簡(jiǎn)單、使用方便、控制靈活的特點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景和開(kāi)發(fā)價(jià)值。

2. AD7543內(nèi)部框圖和特性
　　AD7543為16引腳雙列直插式封裝，內(nèi)部框圖和引腳符號(hào)如圖1所示。
　　AD7543的邏輯電路由12位串行輸入并行輸出移位寄存器(A)和12位DAC輸入寄存器(B)以及12位DAC單元組成。在選通輸入信號(hào)的前沿或后沿(由用戶選擇)定時(shí)地把RSI引腳上的串行數(shù)據(jù)裝入寄存器A，一旦寄存器A裝滿，在加載脈沖的控制下，寄存器A的數(shù)據(jù)便裝入寄存器B。并進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。
　　AD7543的引腳功能見(jiàn)表1。出現(xiàn)在AD7543的SRI引腳上的串行數(shù)據(jù)在STB1、STB2和STB4的上升沿或STB3的下降沿作用下，定時(shí)的移到移位寄存器A中，寄存器A和B控制輸入端所要求的各種信號(hào)的邏輯關(guān)系如表2所列。

　　AD7543的主要特性如下：
　　● 分辨率為12位。
　　● 非線性為±1/2LSB。
　　● 接正或負(fù)選通進(jìn)行串行加載。
　　●用非同步清除輸入使其初始化。
　　●低功耗、最大為40mW。
3. AD7543和8031單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)
　　實(shí)現(xiàn)AD7543與單片機(jī)的連接有兩種方法，其一是基于字節(jié)操作，利用串行通訊接口實(shí)現(xiàn)，其二是基于位操作，利用普通輸入輸出口線實(shí)現(xiàn)，兩種實(shí)現(xiàn)方法對(duì)A/D轉(zhuǎn)化芯片的轉(zhuǎn)換速度、工作以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈实燃夹g(shù)指示的要求各不相同。以下具體說(shuō)明這兩種實(shí)現(xiàn)的方法。
3.1 AD7543與單片機(jī)串行通訊接口的連接
　　圖2是8031的串行口和AD7543相連的接口電路，8031的串行口選用方式0(移位寄存器方式)，其TXD端移位脈沖的負(fù)跳變將RXD輸出的位數(shù)據(jù)移入AD7543，利用P1.0產(chǎn)生加載脈沖，由于是低電平有效，從而將AD7543移位寄存器A中的內(nèi)容輸入到寄存器B中，并啟動(dòng)D/A，單片機(jī)復(fù)位端接AD7543的消除CLR端，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的同步。

　　由于AD7543的12位數(shù)據(jù)是由高字節(jié)至低字節(jié)串行輸入的，而8031單片機(jī)串行口工作于方式0時(shí)，其數(shù)據(jù)是由低字節(jié)至高字節(jié)串行輸出的。因此，在數(shù)據(jù)輸出之前必須重新裝配，并改變發(fā)送順序，以適應(yīng)AD7543的時(shí)序要求。如表3所列，其中數(shù)據(jù)緩沖區(qū)DBH為高字節(jié)存儲(chǔ)單元，DBL為數(shù)據(jù)低8位存儲(chǔ)單元。