來源：國外電子元器件  作者：石油大學(xué)電子工程學(xué)院 徐 娟 湯 楠

    摘要：介紹了美國MAXIM公司的32通道16位D/A轉(zhuǎn)換器MAX5631的基本功能，詳細討論了它的三種工作模式及工作時序，給出了MAX5631與AT89C51單片機的一種串行接口連接方法，同時給出了它們相應(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16位DAC、一個帶內(nèi)部時鐘的時序控制器、一個片內(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，適用地處理大量模擬數(shù)據(jù)輸出的場合。

    1 引腳說明

    圖1所示是MAX5631的引腳列圖。該器件共有64個引腳，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）時鐘類：11腳ECLK為外部時序時鐘輸入，12腳CLKSEL為時鐘選擇輸入。

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

    （5）輸出類：該類引腳主要有OUT0~OUT31共32個輸出端。

　　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)換時序及工作模式。

    2．1 輸入字及轉(zhuǎn)換時序

    MAX5631的轉(zhuǎn)換過程是先從串行數(shù)據(jù)端DIN送進要轉(zhuǎn)換的16位數(shù)據(jù)D15~D0（高位在前，低位在后），然后送進5腳地址A4~A0（用這5位地址編碼來選擇輸出通道號）。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表示選擇外部時鐘序列，為0則選擇內(nèi)部時鐘序列。C1、C0之后應(yīng)補一位0。見表1。

    圖3是MAX5631的時序圖，當片選CS變低后，系統(tǒng)將在每一個時鐘的上升沿送出一位數(shù)據(jù)。送完最后一位數(shù)據(jù)（即第24位數(shù)據(jù)后）后片選CS變高。而當CS為高電平時，任何輸入數(shù)據(jù)都是無效的。

    2．2 工作模式

    MAX5631有三種工作模式，分別為順序模式、立即更新模式和猝發(fā)模式。其中順序模式為默認工作模式。在順序工作模式下，內(nèi)部時序控制器按順序循環(huán)訪問SRAM，并將對應(yīng)的數(shù)字量裝入DAC，同時更新相應(yīng)的采樣保持器。所以，在采用內(nèi)部順序控制時鐘時，順序工作模式下更新32路輸出的時間為320μs。而當采用外部順序控制時鐘時，整個更新過程需要128個時鐘周期。

    立即更新模式用于更新單片SRAM的內(nèi)容，同時更新相應(yīng)的采樣保持放大器輸出。在這種模式下，所選擇的通道輸出會在順序操作恢復(fù)前更新。用戶可以通過設(shè)置IMMED或使C1為高電平來選擇立即更新模式。當片選CS為低電平時，原訪問順序被打斷。輸入字被存儲在對應(yīng)于被選擇通道的SRAM中。此時DAC轉(zhuǎn)換和相應(yīng)的采樣保持對輸入串口完全透明。相應(yīng)的輸出通道將得到立即更新。更新后，時序?qū)⒒氐皆瓉碇袛嗟腟RAM地址重新開始順序更新。立即更新操作需要占用兩個時序周期，其中一個周期用來使時序控制器繼續(xù)完成正在進行的操作，另一個用來進行新數(shù)據(jù)的更新。圖4（a）所表示的就是立即更新模式的例子。當7通道正在更新的時候，20通道正在裝載數(shù)據(jù)。此時，如果CS變?yōu)榈碗娖�，則原順序操作被中斷，而當CS變?yōu)楦唠娖胶螅ǖ?0將立即更新，然后是通道7的更新以后的操作依據(jù)原序列進行。