低功耗滿幅輸出12位串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7512及其應(yīng)
DAC7512是TI公司生產(chǎn)的具有內(nèi)置緩沖放大器的低功耗單片12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。其片內(nèi)高精度的輸出放大器可獲得滿幅(供電電源電壓與地電壓間)任意輸出。DAC7512帶有一個(gè)時(shí)鐘達(dá)30MHz的通用三線串行接口,因而可接入高速DSP。其接口與SPI、QSPI、Microwire及DSP接口兼容,因而可與intel系列單片機(jī)、Motorola系列單片機(jī)直接連接而無需任何其它接口電路。由于DAC7512串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器可選擇供電電源來作為參考電壓,因而具有很寬的動(dòng)態(tài)輸出范圍,此外,DAC7512數(shù)模轉(zhuǎn)換器還具有三種關(guān)斷工作模式。正常工作狀態(tài)下,DAC7512在5V電壓下的功耗僅為0.7mW,而省電狀態(tài)下的功耗為1μW。因此,低功耗的DAC7512無疑是便攜式電池供電設(shè)備的理想器件。
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DAC7512的主要特點(diǎn)如下:
●微功耗,5V時(shí)的工作電流消耗為135μA(DAC7512);
●在掉電模式時(shí),如果采用5V電源供電,其電流消耗為135nA,而采用3V供電時(shí),其電流消耗僅為50nA;
●供電電壓范圍為+2.7V~+5.5V;
●上電輸出復(fù)位后輸出為0V;
●具有三種關(guān)斷工作模式可供選擇,5V電壓下的功耗僅為0.7mW;
●帶有低功耗施密特輸入串行接口;
●內(nèi)置滿幅輸出的緩沖放大器;
●具有SYNC中斷保護(hù)機(jī)制。
2引腳功能
采用SOT23-5封裝的DAC7512的引腳排列如圖1所示。其引腳定義如下:
VOUT:芯片模擬輸出電壓;
GND:器件內(nèi)所有電路的地參考點(diǎn);
。郑模模汗╇婋娫,直流+2.7V~+5.5V;
。模桑危捍袛(shù)據(jù)輸入;
。樱茫蹋耍捍袝r(shí)鐘輸入;
。樱伲危茫狠斎肟刂菩盘(hào)(低電平有效)。
。硟(nèi)部結(jié)構(gòu)
。模粒茫罚担保驳慕M成框圖如圖2所示。圖中的輸入控制邏輯用于控制DAC寄存器的寫操作,掉電控制邏輯與電阻網(wǎng)絡(luò)一起用來設(shè)置器件的工作模式,即選擇正常輸出還是把輸出端與緩沖放大器斷開,而接入固定電阻。芯片內(nèi)的緩沖放大器具有滿幅輸出特性,可驅(qū)動(dòng)2kΩ及1000pF的并聯(lián)負(fù)載。
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DAC7512采用三線制(SYNC,SCLK及DIN)串行接口,其串行寫操作時(shí)序如圖3所示。寫操作開始前,SYNC要置低,DIN的數(shù)據(jù)在串行時(shí)鐘SCLK的下降沿依次移入16位寄存器。在串行時(shí)鐘的第16個(gè)下降沿到來時(shí),將最后一位移入寄存器,可實(shí)現(xiàn)對(duì)工作模式的設(shè)置及DAC內(nèi)容的刷新,從而完成一個(gè)寫周期的操作。此時(shí),SYNC可保持低電平或置高,但在下一個(gè)寫周期開始前,SYNC必須轉(zhuǎn)為高電平并至少保持33ns?以便SYNC有時(shí)間產(chǎn)生下降沿來啟動(dòng)下一個(gè)寫周期。若SYNC在一個(gè)寫周期內(nèi)轉(zhuǎn)為高電平,則本次寫操作失敗,寄存器強(qiáng)行復(fù)位。由于施密特緩沖器在SYNC高電平時(shí)的電流消耗大于低電平時(shí)的電流消耗,因此,在兩次寫操作之間,應(yīng)把SYNC置低以降低功耗。
。模粒茫罚担保驳钠瑑(nèi)移位寄存器寬度為16位,其中DB15、DB14是空閑位,DB13、DB12是工作模式選擇位、DB11~DB0是數(shù)據(jù)位。器件內(nèi)部帶有上電復(fù)位電路。上電后,寄存器置0,所以DAC7512處于正常工作模式,模擬輸出電壓為0V。
。模粒茫罚担保驳乃姆N工作模式可由寄存器內(nèi)的DB13、DB12來控制。其控制關(guān)系如表1所列。
表1DAC7512的工作模式選擇
DB13DB12工作模式00工作模式01掉電模式輸出端1kΩ到地10輸出端100kΩ到地11高阻
掉電模式下,不僅器件功耗要減小,而且緩沖放大器的輸出級(jí)通過內(nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)接到1kΩ、100kΩ或開路。而處于掉電模式時(shí),所有的線性電路都斷開,但寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)不受影響。5與微處理器的接口
DAC7512與8051微控制器的接口如圖4所示。圖中,8051的TXD驅(qū)動(dòng)DAC7512的SCLK,而RXD則驅(qū)動(dòng)DAC7512的串行數(shù)據(jù)線。設(shè)計(jì)時(shí)可用8051的一個(gè)I/O位(如P3.3)作為SYNC信號(hào)。在數(shù)據(jù)傳輸期間,P3.3要保持低電平。由于8051的TXD腳輸出時(shí)是低位在前,而DAC7512片內(nèi)寄存器接收時(shí)是高位在前,故在傳送數(shù)據(jù)前,應(yīng)當(dāng)用軟件把數(shù)據(jù)調(diào)整好。
由于8051一次只能傳輸8位數(shù)據(jù)。因此,在一個(gè)寫周期內(nèi),應(yīng)當(dāng)用8個(gè)時(shí)鐘在其下降沿把數(shù)據(jù)寫入DAC7512。寫數(shù)據(jù)時(shí),MSB在前。由于DAC7512內(nèi)有16位寄存器,故在寫完第一個(gè)字節(jié)后,P3.3仍然要保持低電平,以便傳輸?shù)诙䝼(gè)字節(jié)。
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