電流輸出型DA轉(zhuǎn)換器AD5545的原理應(yīng)用及編程

1、電流輸出型DA轉(zhuǎn)換器AD5545的原理，應(yīng)用及編程原理:DD圖1 DA轉(zhuǎn)換器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖上述電路圖質(zhì)上相當(dāng)于一個反相放人器，構(gòu)成反相放人的兩個電阻為之間的等效電阻R1, Vref和lout之間的等效電阻R2。則有Vout Vref邑，通常情況R2下，忽略芯片本身影響，則有R1R2 2-N_2N，所以有65536Vout Vref N65536當(dāng)用作可編程增益放大器時，一般外部都配接一個運(yùn)放，構(gòu)成如圖2所示電路，而圖2用作DA轉(zhuǎn)換時，推薦系統(tǒng)連接如圖所示，ADR03提供2.5V的參考電壓。Rin=RfbReqRfbloutTVrefVin)jJVoutr圖3等效電路則有增益GVoutvinFB其中

2、Req為Vref引腳到腳lout弓I腳間的等效電阻，其值與數(shù)字量D有關(guān)；Rfb為Rfb引到lout引腳間的電阻值。EQn、2 Rin (n : DAC的位數(shù)；N :輸入的二進(jìn)制數(shù)Rin :輸入阻抗)假設(shè)，芯片本身的增益誤差為n、？2 Rin則有G坯Vin R fbN記D -，即有Vout 2n則有 Vout Vin 65536N1Vin，即放大倍數(shù)為D將DA轉(zhuǎn)換器用作雙極性輸出：電路如圖4所示，其在本質(zhì)上的等效電路如圖5所示。AD5545/AD5555 U2R1 R2圖4雙極性輸出圖5等效電路圖5中Req為Vref引腳到lout引腳間的等效電阻，其值與數(shù)字量 引腳間的電阻值。D有關(guān)；Rfb為R

3、fb引腳到loutVout2 Vref 2Vout1Vref2 矗 VrefReq2 -RFB 1 VrefReqN Rfbn2 Rin1 Vref1 Vref (根據(jù) R eqn、2 RnNRin Rfb)1 Vref32768對于 AD5545 (或者 DAC8812 )，則有 Vout有 Vout= ( -Vref+Vref)Vref5根據(jù)運(yùn)放原理，有Vout1對AD5545的操作:圖6 AD5545操作時序AD5545操作采用SPI方式的3線接口，數(shù)據(jù)SDI、時鐘CLK、片選CS。A1、A0用來 選擇通道，如圖7 所示。數(shù)據(jù)位 16 為精度數(shù)據(jù)，MSB 在前。A1AODAC Decod

4、ed00None01DAC A10DACB丄1DAC A and DAC B圖7通道地址編碼軟件實(shí)現(xiàn)：MCU用MSP430F149，DA轉(zhuǎn)換器用上述提及的AD5545，SPI時序用軟件 模擬的方式實(shí)現(xiàn)。電路設(shè)計中SPI接口的CS由P1.0控制、CLK由P3.3控制、SDI由P3.1控制。自己認(rèn)為，在軟件設(shè)計中，難的是對數(shù)據(jù)的處理，尤其是2位地址+16位數(shù)據(jù)構(gòu)成的18位格式的數(shù)據(jù)。不過好在，在 AD5545的datasheet上下面一段話：If the applied microc on troller outputs serial data in differe nt len gths tha

5、 n AD5545， such as 8-bitbytes， three right justified data bytes can be written to the AD5545o The AD5545 ignores the six MSBand recognizes the 18 LSB as valid data。 After loading the serial register , the rising edge of CS transfers the serial register data to the DAC register and updates the output

6、 ；即碰到MCU的位數(shù)和AD5545位數(shù)不匹配的情況，比如8位的MCU。傳送的18位數(shù)據(jù)通常通過傳送3個8位數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。AD5545 （自動）忽略前 6個MSB，只接受后18個LSB數(shù)據(jù)，當(dāng)所有 數(shù)據(jù)都送入串行移位寄存器后，在CS的上升沿將數(shù)據(jù)送入 DAC寄存器，同時更新輸出（模擬值A(chǔ)）o對于AD5545這款DAC的操作，自己認(rèn)為，歸根結(jié)底還是如何把數(shù)據(jù)從MCU送給它，尤其是碰到像上述提及的位數(shù)不匹配的情況，因此編寫了兩個程序段，分別用于發(fā)送8位數(shù)據(jù)和用于轉(zhuǎn)換18位格式數(shù)據(jù)。（每個程序段中，中間有所省略，相信讀者可以自行補(bǔ)全）void AD5545Se ndByte （uchar SByte

7、）for(i=0;i<8;i+)/時鐘CLK低電平/判斷高位是否為1P3OUT &=(AD5545_CLK);if(SByte & BIT7)elseP30UT &=(AD5545_SDI); /否貝 V,發(fā)送 0delayus (5);P3OUT |= AD5545_CLK;delayus (5);SByte <<= 1;/延時一點(diǎn)時間/時鐘CLK高電平（上升沿）/延時一點(diǎn)時間數(shù)據(jù)左移1位/*描述：DA轉(zhuǎn)換器AD5545BRUZ轉(zhuǎn)換函數(shù)AD5545自動忽略前 6位MSB，只接受18位LSB*/*void AD5545_Co nvert(lo ng i

8、nt DA_Value,uchar DA_CS_num,uchar AD5545_ch num) if(AD5545_ch num = 0)DA_Value = 0x010000 | DA_Value;/AD5545_ch num=0,use ChAelse if(AD5545_ch num = 1)DA_Value = 0x020000 | DA_Value;/AD5545_ch num=1,use ChB elseDA_Value = 0x030000 | DA_Value;/AD5545_ch num=2,use ChA and ChB simulta neitylo_byte = (u

9、char)(DA_Value & 0xff); /取出低字節(jié)，即16 位數(shù)據(jù)的低 8 位 mi_byte =(uchar)(DA_Value >> 8);取出中間字節(jié)，即16位數(shù)據(jù)的高 8位hi_byte = (uchar)(DA_Value >> 16);取出高字節(jié)，即 24位數(shù)據(jù)格式中的最高 8位AD5545_e n able(DA_CS_ nu m);/ 選通通道的 DAAD5545Se ndByte(hi_byte);AD5545Se ndByte(mi_byte);AD5545Se ndByte(lo_byte);AD5545_dise n able(DA_CS_ nu m);/ 禁止通道的 DA對雙極性輸出電路結(jié)果的測量參考電壓輸入數(shù)字量N計算公式理論結(jié)果（V）實(shí)測