32通道16位D/A轉(zhuǎn)換器MAX5631的原理及應(yīng)用

摘要：介紹了美國(guó)MAXIM公司的32通道16位D/A轉(zhuǎn)換器MAX5631的基本功能，詳細(xì)討論了它的三種工作模式及工作時(shí)序，給出了MAX5631與AT89C51單片機(jī)的一種串行接口連接方法，同時(shí)給出了它們相應(yīng)的軟件程序。

    關(guān)鍵詞：MAX5631 D/A轉(zhuǎn)換AT89C51 串行接口

MAX5631是美國(guó)MAXIM公司生產(chǎn)的一種32通道高速度采樣保持D/A轉(zhuǎn)換器。它內(nèi)含一個(gè)16位DAC、一個(gè)帶內(nèi)部時(shí)鐘的時(shí)序控制器、一個(gè)片內(nèi)RAM以及32路采樣保持放大器。其中DAC電路由兩部分組成。在16位DAC中，高4位可通過15個(gè)同值電阻組成的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)來完成相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，其余位的轉(zhuǎn)換則由一個(gè)12位R-2R梯形網(wǎng)絡(luò)來完成。其32路帶緩沖的采樣保持電路通過內(nèi)部保持電容來使輸出壓降維持在每秒1mV的范圍內(nèi)，且不需要配置外部增益和偏置電路。

MAX5631能提供最大200μV的分辨率和0.015%FSR的高精度轉(zhuǎn)換，其輸出電壓范圍為-4.5V~9.2V，并具有工作溫度范圍以及串行接口靈活等特點(diǎn)，適用地處理大量模擬數(shù)據(jù)輸出的場(chǎng)合。

1 引腳說明

圖1所示是MAX5631的引腳列圖。該器件共有64個(gè)引腳，大致可分成以下幾類：

（1）電源類：其中第4腳為D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器的+5V供電電源。第9腳為+5V邏輯電源，第14腳為+5V采樣保持電路。16、32、46腳為負(fù)電源，17、39、48腳為正電源。13腳為數(shù)字地，15、25、40、55、62腳為模擬地，63腳為電壓參考輸入。

（2）控制類：其中第5腳RST為復(fù)位輸入，6腳CS為片選輸入，10腳IMMED為立即更新模式，18、33、49腳（CL）為輸出鉗位電壓低位。31、47、64腳（CH）為輸出鉗位電壓高位。

（3）時(shí)鐘類：11腳ECLK為外部時(shí)序時(shí)鐘輸入，12腳CLKSEL為時(shí)鐘選擇輸入。

（4）串行接口類：7腳DIN為串行數(shù)據(jù)輸入，8腳SCLK為串行時(shí)鐘輸入。

（5）輸出類：該類引腳主要有OUT0~OUT31共32個(gè)輸出端。

2 MAX5631的功能結(jié)構(gòu)和工作模式

MAX5631的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。下面介紹MAX5631的輸入字、轉(zhuǎn)換時(shí)序及工作模式。

    2．1 輸入字及轉(zhuǎn)換時(shí)序

MAX5631的轉(zhuǎn)換過程是先從串行數(shù)據(jù)端DIN送進(jìn)要轉(zhuǎn)換的16位數(shù)據(jù)D15~D0（高位在前，低位在后），然后送進(jìn)5腳地址A4~A0（用這5位地址編碼來選擇輸出通道號(hào)）。地址的后兩位是控制字C1和C0，其中C1為1為立即更新模式，為0則為猝發(fā)模式；C0為1表示選擇外部時(shí)鐘序列，為0則選擇內(nèi)部時(shí)鐘序列。C1、C0之后應(yīng)補(bǔ)一位0。見表1。

表1 輸入字序列

數(shù)      據(jù)地    址控  制D15

[1] [2] [3] [4] 

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