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X79000是Xicor公司推出的12位單通道串行D/A轉換器。其建立時間僅為6s。該芯片內置參考電壓，且內帶56字節(jié)的EEPROM，可用于保存用戶數據。它可與MCU通過SPI進行接口，最高速度可達5MHz。一個MCU系統(tǒng)最多可以同時連接8個X79000器件，從而可以實現8路相互獨立的高精度D/A輸出。另外，X79000還可通過IO引腳直接增加或減少輸出值，且每次的變化量都可以編程控制。X79000具有上電自動恢復斷電前設定值的功能，它可在上電過程保持輸出高阻，待上電完成后自動從非易失存儲器中讀出用戶的設定值并輸出。MCU通過檢查其提供的上電完成信號來判斷上電是否完成。雖然X79000是12位D/A轉換器，但如果設置合理，該器件可以達到16位D/A的性能。 1 引腳排列及說明 X79000的引腳排列如圖1所示，各引腳的功能如下： CS：SPI接口片選，低電平有效。 SCK：SPI時鐘。 SI：SPI串行輸入。 SO：SPI串行數據輸出引腳。帶高阻輸出。 RDY：芯片上電完成標志輸出引腳，低電平有效。該腳為漏極開路輸出。 CLR：該腳可用于清除DAC內部寄存器，它內部有下拉電阻。當把該引腳接到高電平時，電路會輸出最低的電壓。 A2,A1,A0：多個X79000級聯時，用于地址選擇。內部有下拉電阻。 OE：緩沖輸出使能引腳。高電平有效，低電平時輸出為高阻。 UP：當工作在直接IO模式時，用于增大輸出值。內部帶有尖脈沖濾波器。 DOWN：當工作在直接IO模式時，用于減小輸出值。內部帶有尖脈沖濾波器。 VCC：正電源，典型值為5V。 VSS：地。 Vout：直接輸出引腳，不受OE引腳的控制。 Vbuf：帶緩沖的輸出引腳。當OE為高電平時，該引腳有輸出，當OE為低電平時，該引腳有輸出，當OE為低電平時，該腳無輸出。 VFB：有緩沖輸出時的反饋腳。 Vbuf：內部參考電壓輸出引腳。 VH：當配置寄存器的高3位VH設為0時，此引腳可作為滿量程時的輸入電壓，最高為3.065V。當配置寄存器的高3位VH設為非0時，此引腳輸出電壓的最大值可以作為其它器件的參考電壓。 VL：功能與VH類似，只是對應于最小值。 DNC：空腳。 2 工作原理和使用說明 X79000可通過以下兩種工作方式來改變輸出電壓： 第一種方式是利用SPI總線，通過寫命令修改輸出值，這種方式適用于開環(huán)系統(tǒng)中的簡單DC電壓調節(jié)； 第二種方式是使用UP/DOWN引腳直接修改輸出值。這種方式適用于閉環(huán)系統(tǒng)，可使輸出一步一步地接近設定值，然后禁止UP/DOWN引腳的功能，從而保持設定值不變。 X79000輸出電壓的范圍可由配置寄存器（地址為3CH）來確定，具體設置如表1所列。 表1 輸出電壓范圍的設置 VH2 VH1 VH0 Value VL2 VL1 VL0 Value 0 0 0 外部 0 0 0 外部 0 0 1 605mV 0 0 1 151mV 0 1 0 1.21V 0 1 0 605mV 0 1 1 1.815V 0 1 1 1.21V 1 0 0 2.42V 1 0 0 1.815V 1 0 1 3.025V 1 0 1 2.42V 表中的VH可用于確定輸出電壓的最大值，其范圍從0.605V到3.025V。VL則用于確定輸出電壓的最小值，其范圍從0.151V～2.42V。注意：VH一定要比VL大，否則芯片可能會工作不正常。 不管選擇什么值，輸出電壓的線性度都能得到保證。例如，要輸出1.9V～2.4V的電壓，可以選擇VH=2.42V，VL=1.815V，這樣，當電壓輸出寄存器為0時，電壓輸出為1.815V，而當輸出寄存器為0x3FF（滿量程）時，電壓輸出為2.42V。輸出電壓的最小變化單位為（2.42-1.815）/4096=0.147mV。如果用一個標準的DAC器件來實現，則該DAC器件必須達到14位的分辨率。如果使用外部電壓作為輸出的最大或最小值，那么，設計時必須把VH或VL設成0。 X79000帶有1.21V的參考電壓輸出引腳Vref，該引腳的輸出電壓可作為其他器件的參考電壓。 X79000的控制寄存器如圖2所示，圖中，DAC11-DAC0是輸出寄存器，通過SPI接口可以修改該寄存器，從而改變電壓輸出。VH0～VH2和VH0～VH2分別用于確定輸出電壓的最大值和最小值。要注意的是Count8和Count10，它們的使用方法如表2所列。 表2 Count8和Count10的功能說明 Count8 Count10 功 能 說 明 0 0 使用12位模式 0 1 使用輸出寄存器的高10位 1 0 使用輸出寄存器的高8位 1 1 保留 當Count8=1，Count10=0時，表示使用輸出寄存器的高8位。即在利用UP或DOWN引腳改變輸出寄存器的值時，其低4位保持不變，每次增加或減少0x10。寄存器的操作只能通過SPI接口來完成。 3 應用舉例 X79000與89C51的接口電路如圖3所示，圖中，使用89C51來模擬SPI接口。其具體操作過程如下： （1）89C51上電后延時1秒，以等待整個系統(tǒng)復位穩(wěn)定。 （2）寫X79000的配置寄存器3CH為0xB0，即配置輸出最高電壓為3.025V，最低電壓為1.815V。 （3）寫X79000的輸出寄存器38H和29H，設計時要千萬注意字節(jié)順序。 4 結束語 將本電路用在細紗機控制系統(tǒng)中以控制變頻器已運行了將近一年的時間，未出現過精度發(fā)生變化的情況，實踐證明：該電路輸出穩(wěn)定、性能可靠、精度較高。 |
