文章作者：李從飛

摘要：美國美信公司生產(chǎn)的MX7541系列器件是一種12位并行高速D/A轉(zhuǎn)換器，此芯片可方便地應(yīng)用于精密儀器的輸出控制系統(tǒng)中。文中介紹了該芯片的基本參數(shù)和主要特性，給出了MAX7541與單片機和CPLD連接的具體應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：D/A MAX7541 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 CPLD 單片機

１ 概述

ＭＸ７５４１是美國ＭＡＸＩＭ公司生產(chǎn)的高速高精度１２位數(shù)字／模擬轉(zhuǎn)換器芯片，由于ＭＸ７５４１轉(zhuǎn)換器件的功耗特別低，而且其線性失真可低達(dá)０．０１２％，因此，該Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)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(nèi)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(guān)，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(biāo)準(zhǔn)的１８腳封裝。其主要電氣特點如下：

●轉(zhuǎn)換時間：０．６μｓ；

●具有１２位線性輸出（１／２ＬＳＢ）；

●準(zhǔn)確度：１ＬＳＢ；

●功耗低，５Ｖ情況下通常為４５０ｍＷ；

●可進(jìn)行四象限乘法轉(zhuǎn)換；

●與ＴＴＬ、ＣＭＯＳ電平兼容。

２ 引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖１所示是ＭＸ７５４１的引腳排列圖，各引腳功能如下

ＶＲＥＦＤＡＣ轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(yīng)關(guān)系分別列于表１和表２。

表 單極性輸入輸出關(guān)系

表2 雙極性方式中輸入輸出關(guān)系

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(dāng)其與ＭＣＳ－９６單片機進(jìn)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(yīng)用比較多,再加上ＭＸ７５４１是高速Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)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(jìn)而可推廣到其它高速Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器，其中單片機與ＣＰＬＤ之間采用兩根控制線來進(jìn)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(yīng)注意：該方案的輸入時鐘周期應(yīng)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