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1 概述 MX7541是美國MAXIM公司生產的高速高精度12位數(shù)字/模擬轉換器芯片,由于MX7541轉換器件的功耗特別低,而且其線性失真可低達0.012%,因此,該D/A轉換器芯片特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制｡此外,由于MX7541器件內部帶有激光制作的精密晶片電阻和溫度補償電路以及NMOS開關,因而可充分保證MX7541具有12位的精度｡還有一個重要特點是:MX7541的所有輸入均與CMOS和TTL電平兼容｡ MX7541在電氣和管腳上都與AD公司的AD7541芯片兼容,它們都采用標準的18腳封裝｡其主要電氣特點如下: ●轉換時間:0.6μs; ●具有12位線性輸出(1/2LSB); ●準確度:1LSB; ●功耗低,5V情況下通常為450mW; ●可進行四象限乘法轉換; ●與TTL､CMOS電平兼容｡ 2 引腳功能和內部結構 圖1所示是MX7541的引腳排列圖,各引腳功能如下 VREF DAC轉換器的電壓參考輸入端,其電壓值在25V之間; RFB 反饋電阻接入端,在雙極模式時與外置運算放大器輸出相連; OUT1 OUT2 電流輸出,I1+I2為常數(shù); BIT1~BIT12 數(shù)字量輸出,BIT1為最高位 VDD 電源輸入 范圍為+17V~+5V GND 數(shù)字地｡ 圖2所示是MX7541 高速D/A轉換芯片的內部結構功能圖｡ 3 MX7541的輸入與輸出 MX7541有兩種輸出方式,即單極性輸出和雙極性輸出,兩種方式的電路連接圖分別如圖3和圖4所示｡兩種輸出方式的輸入輸出對應關系分別列于表1和表2｡ 表1 單極性輸入輸出關系 數(shù)字輸入量 模擬量輸出 最高位 最低位 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -VREF(4095/4096) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -VREF(2048/4096)=-1/2-VREF 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 -VREF(1/4096) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0V 表2 雙極性方式中輸入輸出關系 數(shù)字輸入量 模擬量輸出 最高位 最低位 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 +VREF(2047/2048) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 +VREF(1/2048) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0V 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -VREF(1/2048) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -VREF(2048/2048)=-VREF 4 MX7541與單片機的連接 由于MX7541是12位數(shù)字輸入,因此它必須與16位以上的單片機相連｡當其與MCS-96單片機進行連接時,其電路非常簡單,只需把單片機的數(shù)據(jù)線直接與MX7541的輸入線相連即可｡程序也很簡單,只要不停地向其送數(shù)據(jù)即可｡ 5 與CPLD的連接 由于目前8位單片機應用比較多,再加上MX7541是高速D/A轉換器,因此,用單片機來控制MX7541顯得不是很方便｡為此,本文介紹一種運用可編程邏輯器件,這里以ALTERA公司的MAX7000系列中的MAX7128S為例,來控制MX7541的方法,該方法進而可推廣到其它高速D/A轉換芯片｡ 圖5 仿真輸出波形 這種控制方法的基本思想是利用CPLD連接8位單片機與12位D/A轉換器,其中單片機與CPLD之間采用兩根控制線來進行通訊,同時用它們來決定數(shù)據(jù)線中數(shù)據(jù)的種類,表3給出了控制線中的數(shù)據(jù)意義｡但應注意:該方案的輸入時鐘周期應小于單片機的指令周期｡下面給出的是利用VERILOG語言所編寫的程序: module mx7541(clk,a,b,in,out); output out; input a,b,clk; input[7..0]in; reg[7..0]out; reg[7..0] di; reg[7..0]gao; always @(negedge clk) begin if(a==0 & b==1) di<=in; else if(a==1 & b==0) gao<=in[3:0]; else if(a==1 & b==1) out<={gao[3:0],di[7:]}; end endmodule 其仿真輸出波形如圖5所示｡ 表3 控制線中的數(shù)據(jù)意義 控制線A 控制線B 控制意義 0 0 不工作 0 1 低8位數(shù)據(jù) 1 0 高8位數(shù)據(jù) 1 1 輸出到DA轉換器 6 結束語 筆者將MX7541芯片用于高頻波形發(fā)生器結果證明:該芯片性能穩(wěn)定D/A轉換線性良好使用簡單｡另外,這種方法也同樣適用于其它同類產品(如MX7542,MX7543,MX7545等芯片)｡ |
