DAC0832工作原理及其在单片机中的应用(基于Proteus仿真).doc

2012年8月5日星期日
/NUMPAGES9

DAC0832工作原理及其在单片机中的应用
基于Proteus仿真
前言：本文详细地说明了D/A转换概念，DAC0832的引脚功能、工作原理，及其在单片机中的单缓冲，双缓冲，直通三种工作方式。
1、D/A转换概念：即数模转换（DigitaltoAnalogConversion），输入数字量，输出一个与数字量相对应的模拟量（通常为电流或电压信号）。例如参考电压VREF为5V，采用8位的数模转换器时，当输入数字量为00000000时，输出的电压为0V，当输入的数字量为11111111时，输出的电压为5V。当输入的数字量从00000000到11111111变化时，输出的电压从0V到5V变化。这样每个数字量对应一个电压，即实现了数模转换。
2、分辨率概念：分辨率是指最小输出电压（对应于输入数字量最低位为1时的输出电压）和最大输出电压（对应于输入数字量所有有效位全为1时的输出电压）之比。即输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（电压或电流）的变化量。它反映了输出模拟量的最小变化值。
分辨率与D/A转换器的位数有确定的关系，可以表示成FS/2n。FS表示满量程输入值，n为D/A转换器的位数。例如，对于5V的满量程，采用4位的DAC时，分辨率为5V/16=0.3125V（分辨率用百分数表示为1/16=6.25%,分辨率常用百分比来表示），也就是说当输入的数字量每增加1，则输出的电压值增加0.3125V；采用8位的DAC时，分辨率为5V/256＝19.5mV（用百分数表示为1/256=0.39%,），也就是说当输入的数字量每增加1，则输出的电压值增加19.5mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/4096＝1.22mV（用百分数表示为1/4096=0.0244%），也就是说当输入的数字量每增加1，则输出的电压值增加1.22mV。显然，位数越多,分辨率就越高。
3、DAC0832引脚功能:（建议同时参考下面给出的DAC0832引脚排列图和DAC0832内部结构框图，这样更容易理解）
(1)CS(chipselected芯片选择，片选)：片选信号，低电平有效。
(2)WR1:输入寄存器的写选通信号。
(3)GND：第3脚的GND为模拟信号地，第10脚的GND为数字信号地
(4)DI0~DI7(DI表示DigitalInput，数字输入)：8位数据输入端，TTL电平。
(5)VREF(Referencevoltageinput参考电压输入):基准电压输入引脚，要求外接精密电压源（-10~10V）
(6)RFB(FeedBackResistor反馈电阻)：反馈信号输入引脚，反馈电阻集成在芯片内部
(7)IOUT1、IOUT2:电流输出引脚，电流IOUT1和IOUT2的和为常数（约为图3中的VREF/R），当输入全为1时Iout1最大，当输入为全0时，IOUT2最大。IOUT1和IOUT2随DAC寄存器的内容线性变化。单极性输出时，IOUT2通常接地。
图1：DAC0832引脚排列
(8)XFER:数据传送信号，低电平有效。
(9)WR2：DAC寄存器写选通信号，
(10)ILE(inputlatchenable输入锁存使能)：数据允许锁存信号，高电平有效。
(11)VCC:电源输入引脚（+5V~+15V）
4、DAC0832工作原理：
DAC0832是常用的8位电流输出型并行低速数模转换芯片，当需要转换为电压输出时，可外接运算放大器，运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻（图3中的Rfb），也可外接。内部集成两级输入寄存器，使得数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。如图3所示，DAC0832由T型R-2R电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压VREF四大部分组成。
图2：DAC0832内部结构框图

图3：Ｔ型电阻网络D/A转换器
于是输出电压的大小与数字量具有对应的关系。
5、DAC0832的三种工作方式：
DAC0832进行D/A转换，可以采用两种方法对数据进行锁存。（注意LE1，LE2低电平有效，即当它们为低电平时，输入锁存器和DAC寄存器工作在直通状态）
第一种方法：输入锁存器工作在锁存状态，而DAC寄存器工作在直通状态。具体地说，就是使WR2和XFER都为低电平，从而DAC寄存器的锁存选通端LE2为低电平而直通；同时，使输入锁存器的控制信号ILE处于高电平、CS处于低电平，这样，当WR1端来一个负脉冲时，就可以完成1次转换。
第二种方法：输入锁存器工作在直通状态，而DAC寄存器工作在锁存状态。就是使WR1和CS为低电平，ILE为高电平，这样，输入锁存器的锁存选通端LE1为低电平而