D/A转换器TLC5618的功能应用

TLC5618应用实例

下面具体介绍采用一片可编程双通道D/A转换器TLC5618的一个通道实现D/A转换的同时，用它的另一个通道通过软件编程以逐次比较方式来实现A/D转换功能的实际应用方法。其硬件设计如图1所示

TLC5618是带有缓冲基准输入(高阻抗)的双路12位电压输出数字模拟转换器(DAC)，8引脚的小型D封装，需+5V 单电源工作，其输出电压范围为基准电压的两倍，因此，电路设计采用了1.2V基准电压(如LM385)。

通过CMOS兼容的3线串行总线单片机可以对TLC5618实现数字控制，器件接收用于编程的16位输入字产生模拟输出。16位输入字的高4位为编程控制位，通过对编程控制位的设定，可以有三种不同的输出方式，低12 位为被转换的数字量。数据从串行数据输入端DIN按从高位到低位的顺序依次输入，单片机串行通讯可工作在操作模式0下，串行口作同步移位寄存器用或采用其它I/O口模拟串行口方式实现数字控制。这里值得注意的是单片机工作在操作模式0下时，串行口发送或接收的是8位数据，且低位在前，与TLC5618的数据接收时序相反。因此单片机应先将数据进行高低位交换后再进行数据发送。

图1 采用一片TLC5618实现A/D转换和D/A转换的应用电路

1.D/A功能的实现

该功能只占用TLC5618的OUTB输出通道，若指定建立时间为3μs，则前4位编程控制位应为00xx。前4位编程控制位和被转换的12位数字量组成高8位+低8位=16位的输入字，从串行数据输入端DIN按从高位到低位的顺序依次输入，转换结果电压从TLC5618 的OUTB输出。本电路通过V-I转换电路(见图1)实现电压到电流的转换。这里不再祥述。

2.A/D功能的实现

在本电路中没有单独使用A/D转换器，A/D转换功能是通过双路D/A转换器TLC5618的另一个输出通道OUTA，通过一级放大电路和比较电路，并通过软件编程采用逐次比较法来实现的。即在双通道D/A转换器TLC5618的串行数据输入端DIN逐次输入按位依次指定的12位数字量(如x800h)，并将每次输入数字量的D/A转换结果同实际输入的模拟电压进行比较，根据比较结果来决定每次指定的位应为"0"或"1"，当最后一位确定后，这个按位被指定的数字量就是最终A/D转换结果。具体原理如下：

每次A/D转换过程中，前4位编程位一直为10xx。前4位编程位和后面12位转换数字量构成高8位+低8位=16位的输入字。

每次A/D转换前先指定12位输入数字量(不包括4位编程位)的最高位为 "1"输入TLC5618进行D/A转换，D/A转换的结果从OUTA输出后，经过一级放大电路，通过比较电路与实际输入的模拟电压比较。若转换结果电压大于输入的模拟电压，则三极管T1基极为高电平，T1导通，P0.2被下拉为低电平;否则转换结果电压小于输入的模拟电压，则三极管T1基极为低电平，T1截止，P0.2被上拉为高电平。单片机通过检测P0.2的状态，如果P0.2为高电平，则保留本位的"1";否则P0.2为低电平，则将本位的"1"变为"0"。这样12位数字量中的一位就被确定下来，然后再指定下一位为"1"，再经过D/A转换、放大、比较，并检测P0.2的状态，该位又被确定下来。依次类推，直到12位数字量全被确定下来，这个12位的数字量的D/A转换结果将最接近输入的模拟电压，它实际就是A/D转换的结果。注意单片机在检测I/O比较结果状态时，应加入约为10μs的时间延时。

另外，本电路仅具有一个模拟量输入信号，如需有多个模拟量输入信号，可不必加模拟开关，只需增加比较电路即可，多个模拟量输入信号均可与D/A转换器经一级放大电路的输出信号比较，并通过相应的A/D转换子程序实现A/D转换。