51單片機與DA轉換器的應用

D/A轉換器輸入的是數字量，經轉換后輸出的是模擬量。有關D/A轉換器的技術性能指標很多，例如絕對精度、相對精度、線性度、輸出電壓范圍、溫度系數、輸入數字代碼種類（二進制或BCD碼）等。

1） 分辯率

分辨率是D/A轉換器對輸入量變化敏感程度的描述，與輸入數字量的位數有關。如果數字量的位數為n，則D/A轉換器的分辨率為2-n。這就意味著數/模轉換器能對滿刻度的2-n輸入量作出反應。

2） 建立時間

建立時間是描述D/A轉換速度快慢的一個參數，指從輸入數字量變化到輸出達到終值誤差±（1/2）LSB（最低有效位）時所需的時間。通常以建立時間來表示轉換速度。

轉換器的輸出形式為電流時，建立時間較短;輸出形式為電壓時，由于建立時間還要加上運算放大器的延遲時間，因此建立時間要長一點。但總的來說，D/A轉換速度遠高于A/D轉換速度，快速的D/A轉換器的建立時間可達1 μs。

3） 接口形式

D/A轉換器與單片機接口方便與否，主要決定于轉換器本身是否帶數據鎖存器。有兩類D/A轉換器，一類是不帶鎖存器的，另一類是帶鎖存器的。對于不帶鎖存器的D/A轉換器，為了保存來自單片機的轉換數據，接口時要另加鎖存器，因此這類轉換器必須在口線上;而帶鎖存器的D/A轉換器，可以把它看作是一個輸出口，因此可直接在數據總線上，而不需另加鎖存器。

典型D/A轉換器芯片DAC0832

DAC0832是一個8位D/A轉換器。單電源供電，從+5 V～+15 V均可正常工作。基準電壓的范圍為±10 V;電流建立時間為1 μs;CMOS工藝，低功耗20 mW。

DAC0832轉換器芯片為20引腳，雙列直插式封裝，其引腳排列圖如圖所示。DAC0832內部結構框圖如圖所示。 該轉換器由輸入寄存器和DAC寄存器構成兩級數據輸入鎖存。使用時，數據輸入可以采用兩級鎖存（雙鎖存）形式，或單級鎖存（一級鎖存，一級直通）形式，或直接輸入（兩級直通）形式。

此外，由三個與門電路組成寄存器輸出控制邏輯電路，該邏輯電路的功能是進行數據鎖存控制，當=0時，輸入數據被鎖存;當=1時，鎖存器的輸出跟隨輸入的數據。

D/A轉換電路是一個R-2R T型電阻網絡，實現8位數據的轉換。對各引腳信號說明如下：

（1） DI7～DI0：轉換數據輸入。

（2） CS：片選信號（輸入），低電平有效。

（3） ILE：數據鎖存允許信號（輸入），高電平有效。

（4） WR：第1寫信號（輸入），低電平有效。

上述兩個信號控制輸入寄存器是數據直通方式還是數據鎖存方式，當ILE=1和 WR1 =1=0時，為輸入寄存器直通方式;當ILE=1和WR1 =1時，為輸入寄存器鎖存方式。

（5） WR2 =1：第2寫信號（輸入），低電平有效。

（6） XFER：數據傳送控制信號（輸入），低電平有效。

上述兩個信號控制DAC寄存器是數據直通方式還是數據鎖存方式，當 WR2=0和XFER=0時，為DAC寄存器直通方式;當WR2=1和XFER=0時，為DAC寄存器鎖存方式。

（7） ？Iout1：電流輸出1。

（8） ？Iout2：電流輸出2。

DAC轉換器的特性之一是：Iout1+Iout2=常數。

（9） ？Rfb：反饋電阻端。

DAC 0832是電流輸出，為了取得電壓輸出，需在電壓輸出端接運算放大器，Rfb即為運算放大器的反饋電阻端。運算放大器的接法如圖7.31所示。

（10） Vref：基準電壓，其電壓可正可負，范圍是-10 V～+10 V。

（11） ？DGND：數字地。

（12） ？AGND：模擬地。