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低功耗满幅输出12位串行数模转换器DAC7512及其应

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  DAC7512是TI公司生产的具有内置缓冲放大器的低功耗单片12位数模转换器。其片内高精度的输出放大器可获得满幅(供电电源电压与地电压间)任意输出。DAC7512带有一个时钟达30MHz的通用三线串行接口,因而可接入高速DSP。其接口与SPI、QSPI、Microwire及DSP接口兼容,因而可与intel系列单片机、Motorola系列单片机直接连接而无需任何其它接口电路。
  
  由于DAC7512串行数模转换器可选择供电电源来作为参考电压,因而具有很宽的动态输出范围,此外,DAC7512数模转换器还具有三种关断工作模式。正常工作状态下,DAC7512在5V电压下的功耗仅为0.7mW,而省电状态下的功耗为1μW。因此,低功耗的DAC7512无疑是便携式电池供电设备的理想器件。
  
  1主要特性
  
  DAC7512的主要特点如下:
  
  ●微功耗,5V时的工作电流消耗为135μA(DAC7512);
  
  ●在掉电模式时,如果采用5V电源供电,其电流消耗为135nA,而采用3V供电时,其电流消耗仅为50nA;
  
  ●供电电压范围为+2.7V~+5.5V;
  
  ●上电输出复位后输出为0V;
  
  ●具有三种关断工作模式可供选择,5V电压下的功耗仅为0.7mW;
  
  ●带有低功耗施密特输入串行接口;
  
  ●内置满幅输出的缓冲放大器;
  
  ●具有SYNC中断保护机制。
  
  2引脚功能
  
  采用SOT23-5封装的DAC7512的引脚排列如图1所示。其引脚定义如下:
  
  VOUT:芯片模拟输出电压;
  
  GND:器件内所有电路的地参考点;
  
  VDD:供电电源,直流+2.7V~+5.5V;
  
  DIN:串行数据输入;
  
  SCLK:串行时钟输入;
  
  SYNC:输入控制信号(低电平有效)。
  
  3内部结构
  
  DAC7512的组成框图如图2所示。图中的输入控制逻辑用于控制DAC寄存器的写操作,掉电控制逻辑与电阻网络一起用来设置器件的工作模式,即选择正常输出还是把输出端与缓冲放大器断开,而接入固定电阻。芯片内的缓冲放大器具有满幅输出特性,可驱动2kΩ及1000pF的并联负载。
  
  4接口工作模式
  
  DAC7512采用三线制(SYNC,SCLK及DIN)串行接口,其串行写操作时序如图3所示。写操作开始前,SYNC要置低,DIN的数据在串行时钟SCLK的下降沿依次移入16位寄存器。在串行时钟的第16个下降沿到来时,将最后一位移入寄存器,可实现对工作模式的设置及DAC内容的刷新,从而完成一个写周期的操作。此时,SYNC可保持低电平或置高,但在下一个写周期开始前,SYNC必须转为高电平并至少保持33ns以便SYNC有时间产生下降沿来启动下一个写周期。若SYNC在一个写周期内转为高电平,则本次写操作失败,寄存器强行复位。由于施密特缓冲器在SYNC高电平时的电流消耗大于低电平时的电流消耗,因此,在两次写操作之间,应把SYNC置低以降低功耗。
  
  DAC7512的片内移位寄存器宽度为16位,其中DB15、DB14是空闲位,DB13、DB12是工作模式选择位、DB11~DB0是数据位。器件内部带有上电复位电路。上电后,寄存器置0,所以DAC7512处于正常工作模式,模拟输出电压为0V。
  
  DAC7512的四种工作模式可由寄存器内的DB13、DB12来控制。其控制关系如表1所列。
  
  表1DAC7512的工作模式选择
  
  DB13DB12工作模式00工作模式01掉电模式输出端1kΩ到地10输出端100kΩ到地11高阻
  掉电模式下,不仅器件功耗要减小,而且缓冲放大器的输出级通过内部电阻网络接到1kΩ、100kΩ或开路。而处于掉电模式时,所有的线性电路都断开,但寄存器内的数据不受影响。5与微处理器的接口
  
  DAC7512与8051微控制器的接口如图4所示。图中,8051的TXD驱动DAC7512的SCLK,而RXD则驱动DAC7512的串行数据线。设计时可用8051的一个I/O位(如P3.3)作为SYNC信号。在数据传输期间,P3.3要保持低电平。由于8051的TXD脚输出时是低位在前,而DAC7512片内寄存器接收时是高位在前,故在传送数据前,应当用软件把数据调整好。
  
  由于8051一次只能传输8位数据。因此,在一个写周期内,应当用8个时钟在其下降沿把数据写入DAC7512。写数据时,MSB在前。由于DAC7512内有16位寄存器,故在写完第一个字节后,P3.3仍然要保持低电平,以便传输第二个字节。

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