《单片机原理与应用 》课件_第5章.ppt

图5.40TLC5615内部结构框图及其引脚图(1)基准电压：外部基准电压REFIN决定数/模转换器的满刻度输出，REFIN经过基准电压缓冲电路后使得数/模转换器的输入电阻与代码无关。

(2)控制逻辑模块：串行读/写控制逻辑模块用于控制TLC5615从外部同步串行输入数据，并进行数/模转换。逻辑输入端电平可以用TTL，也可用CMOS电平，但使用满电源电压幅度时，CMOS逻辑电平可使功耗最小；当使用TTL逻辑电平时，功耗增加约2倍。

(3)?10位数/模转换寄存器：将16位移位寄存器中的10位有效数据取出，并送入数/模转换模块进行转换，转换后的结果通过放大倍数为2的放大电路放大后，由OUT引脚输出。2)?TLC5615引脚含义

图5.40(a)所示为双列直插式DIP封装的TLC5615引脚排列图，各引脚功能说明如下：

DIN：串行数据输入端，用于输入需要转换的数字量。

SCLK：串行时钟输入端。

：片选信号输入端，低电平有效。

DOUT：用于有级联时的串行数据输出端。

AGND：模拟地。

REFIN：基准电压输入端，REFIN端的输入基准电压范围为2～(VDD-2)V。

OUT：DAC模拟电压输出。

VDD：正电源端。2.?TLC5615的控制与实现

TLC5615通过固定增益为2的运放缓冲电阻网络把10位数字数据转换为模拟电压。上电时，内部电路把D/A寄存器复位为“0”。其输出具有与基准输入相同的极性，表达式为

式中，VREFIN为参考电压，N为串行输入数据接口输入的10位二进制数。(1)?TLC5615的时序分析。TLC5615工作时，其最大的串行时钟速率要求小于等于14?MHz，10位DAC的建立时间为12.5?μs，通常更新速率限制在80?kHz以内。TLC5615的时序如图5.41所示。图5.41TLC5615串行总线接口的工作时序图值得一提的是，为减小端信号噪声引起的误差，一般在下降沿后、内部电路响应之前等待一段时间，因此在等待设置时间消逝之前不输入地址。

3.?MCS-51单片机与TLC1543的接口电路

图5.36为TLC1543和80C51的接口电路。TLC1543的三个控制输入端、I/OCLOCK和ADDRESS与另外一个数据输出端DATAOUT都遵守SPI串行接口协议，因此工作过程中，需通过微处理器的I/O接口模拟SPI总线接口，以便于TLC1543的通信。图5.36TLC1543与单片机的接口电路图REF+和REF-为TLC1543的两个基准电压，决定了模拟输入电压的最大和最小极限，以及转换中相应产生的满量程和零读数。输入不能超过正电源或低于GND。当输入信号等于或高于REF+时，数字输出为零。一般地，REF-和REF+应分别与GND和电源(VCC)连接。4.?TLC1543应用设计实例

TLC1543与单片机接口程序必须完全按照TLC1543提供的工作时序要求进行编写。下面以图5.36所示的原理图为例，编写单片机顺序采样外部11个模拟量信号的应用程序。

应用程序由两部分组成：主程序和转换子程序。主程序包含定义和初始化SPI总线接口以及转换后数据的存储；子程序包含合成SPI的操作以及TLC1543与CPU之间的数据交换过程。

在进行软件编写时，要求TLC1543通道地址必须写入字节的高4位，而CPU读入的数据是芯片上次的A/D转换结果。主程序如下：

(1)引脚定义：

EOC BIT P1.0

IOCLKBIT P1.1

ADIN BIT P1.2

DOUT BIT P1.3(2)?TLC1543转换子程序为AD_CONVERT，它能采集某一通道模拟信号并读取A/D的转换结果(注：采用方式1，使为快速10时钟转换)。R4中存储的内容为下一次转换通道地址；R2、R3分别存储转换结果的高2位(D9、D8)和低8位(D7～D0)；R0存储脉冲个数。在自动控制系统中，被控对象不全是开关量，有时是连续调节的模拟量，这就要求控制器的输出也必须为模拟量。比如，要调节的对象可能是压力、流量、温度等，要调节压力可以通过调节阀门的开度进行，要调节温度可以通过控制加热系统的电能大小进行。但是在单片机控制系统中，CPU仅能识别数字量，因此常需采用D/A转换器将数字量转为模拟量来对系统进行控制和调整。5.8D/A转换器根据与单片机的接口形式，D/A转换器可分为并行接口和串行接口两大类；根据其输出形式，又可分为电流输出型和电压输出型两种；根据转换