可编程双路12位数模转换器TLC5618及其C51高级语言编程

1概述
1．1一般说明
        TLC5618是美国TexasInstruments公司生产的带有缓冲基准输入的可编程双路12位数/模转换器。DAC输出电压范围为基准电压的两倍，且其输出是单调变化的。该器件使用简单，用5V单电源工作，并包含上电复位功能以确保可重复启动。
        通过CMOS兼容的3线串行总线可对TLC5618实现数字控制。器件接收用于编程的16位字产生模拟输出。数字输入端的特点是带有斯密特触发器，因而具有高的噪声抑制能力。
1．2特点
        (1)可编程至0.5LSB的建立时间;
        (2)两个12位的CMOS电压输出DAC;
        (3)单电源工作;
        (4)3线串行接口;
        (5)高阻抗基准输入;
        (6)电压输出范围为基准电压的两倍;
        (7)软件断电方式;
        (8)内部上电复位;
        (9)低功耗,慢速方式为3mW,快速方式为8mW;
        (10)1.21MHz输入数据更新速率;
        (11)在工作温度范围内单调变化。
1.3引脚排列与引脚功能
        TLC5618的引脚排列如图1所示，各个引脚的功能如下所述：
        (1)DIN（1）：数据输入；
        (2)SCLK（2）：串行时钟输入；
        (3)CS（3）：芯片选择，低电平有效；
        (4)OUTA（4）：DACA模拟输出；
        (5)AGND（5）：模拟地；
        (6)REFIN（6）：基准电压输入；
        (7)OUTB（7）：DACB模拟输出；
        (8)VDD（8）：正电源。

图1TLC5618的引脚排列

图2TLC5618的典型运用电路

2应用介绍
2.1一般功能
    TLC5618使用由运放缓冲的电阻串网络把12位数字数据转换为模拟电压电平（见图2），其输出极性与基准电压输入相同（见表1）。

表1二进制代码表（0V至2VREFIN输出，增益=2）

输入＋

输出

111111111111

2（VREFIN）4095/4096

…

…

100000000001

2（VREFIN）2049/4096

100000000000

2（VREFIN）2048/4096=VREFIN

011111111111

2（VREFIN）4097/4096

…

…

000000000001

2（VREFIN）1/4096

000000000000

0V

    输出电压由下式给出：2（VREFIN）CODE/4096。
    上电时内部电路把DAC寄存器复位至0。
    输出缓冲器具有可达电源电压幅度的输出，它带有短路保护并能驱动具有100pF负载电容器的2kΩ负载。
    基准电压输入经过缓冲，它使DAC输入电阻与代码无关。
    TLC5618的最大串行时钟速率为：
    f(SCLK)max=1/[tW(CH)min＋tW(CL)min]=20MHz
2.2串行接口
    当片选（CS）为低电平时，输入数据由时钟定时，以最高有效位在前的方式读入16位移位寄存器，其中前4位为编程位，后12位为数据位。SCLK的下降沿把数据移入输入寄存器，然后CS的上升沿把数据送到DAC寄存器。所有CS的跳变应当发生在SCLK输入为低电平时。可编程位D15－D12的功能见表2所示。

表2可编程位D15－D12的功能

编程位

器件功能

D15

D14

D13

D12

1

X

X

X

把串行接口寄存器的数据写入锁存器A并用缓冲器锁存数据更新锁存器B

0

X

X

0

写锁存器B和双缓冲锁存器

0

X

X

1

仅写双缓冲锁存器

X

1

X

X

14μS建立时间

X

0

X

X

3μS建立时间

X

X

0

X

上电（Power－up）操作

X

X

1

X

断电（Power－down）方式

3TLC5618与单片机的接口

图3TLC5618与单片机的三线串行接口

    TLC5618与8031单片机的接口见图3。
    串行数据通过P2.1口输入TLC5618，串行时钟通过P2.2输入，P2.3接片选端。
4TLC5618D/A转换的C51高级语言编程
    C语言是一种通用的计算机程序设计语言，在国际上十分流行，它既可以用来编写计算机系统程序，也可用来编写一般的应用程序。对单片机应用系统来说，虽然用汇编语言编写的程序生成的目标代码效率最高，但其可读性和移植性都较差，而且程序编写周期长，调试和排错困难。而C语言既具有一般高级语言的特点，又能直接对计算机的硬件进行操作，并且采用C语言编写的程序比较简洁，能够很容易地在不同类型的计算机之间进行移植，因此，用C语言开发单片机应用系统已经获得长足的发展。用基于51系列单片机的高级语言工具C51编写的TLC5618程序如下。
＃include
intvcon;输出电压变量
sbitDIN=0x91;定义P2.1为串行数据口
sbitCLK=0x92；P2.2为串行时钟端
sbitCS=0x93;P2.3为片选端
voiddac5618(intvcon)TLC5618DAC子程序,三线串行方式
{
chari;
intsvcon;
svcon=vcon|0x8000;vcon最高位置1，选择
TLC5618的A通道
CS=0;置5618的CS=0，允许片选
for(i=0;i<16;i＋＋)
{#p#分页标题#e#
DIN=svcon＆0x8000;串行方式送16位
数据
svcon<<=1；
CLK=0；
CLK=1；
}
CS=1;禁止片选
return;
}
voidmain0
{
dac5618(0x7FF)
}
    采用2.048V的参考电压，可获得0～4.096V的模拟电压输出。当系统不使用DAC时，应当把DAC寄存器设置为全0，以便使基准电阻器阵列和输出负载所消耗的功率最小。

5结束语

    由于TLC5618的体积小、功耗低，控制简单，因而可以方便地用于电池供电测试仪表、移动电话、数字失调与增量调整、机器和机械控制等领域。