模拟量输出通道之8位DAC0832及其与单片机接口

2.3.3.1 8位DAC0832介绍
1）电器指标
（a）电源电压           17V
（b）除输入端的任意端电压    VCC～GND
（c）控制输入端电压     -0.3～+15V
（d）工作温度      -40～85    民品    -55～125    军品
（e）储存温度      -65～150 
2）D/A转换器DAC0832的结构特点
DAC0832是一种8位的D/A转换器芯片，有两路差动电流信号输出，其数字量输入端具有双重缓冲功能，可由用户按双缓冲、单缓冲及直通方式进行线路连接，实现数字量的输入控制，特别是用于要求几个模拟量同时输出的场合，与微处理器的接口非常方便。
DAC0832的规格与参数
DAC0832的规格与参数如下：
①分辨率为8位；
②转换时间约1us；
③输入电平符合TTL电平标准；
④功耗为20mW。
图 8.2.1是集成D/A转换芯片DAC0832（及DAC0830和DAC0831）的内部结构图。图8.2.2是其引脚图。其内部包括一个8位输入寄存器、一个8位DAC寄存器、一个8位D/A变换器和有关控制逻辑电路组成。其中的8位D/A变换器是如图8.1.1所示的R-2R T形电阻网络式的。这种D/A变换器在改变基准电压VREF的极性后输出极性也改变。所有输入均与TTL电平兼容。



在使用时，可以采用双缓冲方式（利用两个寄存器），也可以采用单缓冲方式（只用一级锁存，另一级直通），还可以采用直通方式。
DAC0832只需要一组供电电源，其值可以在+5V~+10V范围内。
DAC0832的基准电压VREF=-10V~+10V，因而可以通过改变VREF的符号来改变输出极性。但AD1408等模拟输出电压只能是一个方向，因为其基准电压极性不允许改变。

2.3.3.2 DAC0832的工作方式
DAC0832有以下工作方式：
1）直通方式。如果DAC0832的两个8位寄存器都处于直通状态（输出跟随输入变化），即为直通方式。这时由DI7~DI0输入的数据可以直接进入DAC寄存器进行D/A转换。


3）双缓冲方式。如果两个8位寄存器都处于受控方式，即为双缓存方式。在这种方式下CPU分别控制两个缓冲寄存器的工作状态，数据输出要通过两步操作才能完成。例如，当DAC0832工作于双缓冲工作方式，它在DAC寄存器输出前一个数据的同时，可将下一个数据送入输入寄存器，能有效地提高转换速度。此外，两级缓冲方式还能够在多个转换器分时进行D/A转换时，同时输出模拟电压，达到同步输出的目的。这种方式多用于2路以上模拟输出，其中每一路都有独立的D/A转换装置，并且要求同步输出转换结果的电路。
2.3.3.3 DAC0832的单极性输出
DAC0832以单缓冲方式与8086CPU相连接的电路如图4-17所示。由于DAC0832内部有8位数据输入寄存器，可以锁存CPU输出的数据，因此数据总线直接连接到DAC0832的DI7~DI0上。按单缓冲方式工作，ILE接+5V,/WR2接




START：MOV DX， 300H
        MOV AL，  7FH
        OUT DX，  AL
        HLT

2.3.3.4 DAC0832的双极性输出

上述方法只能实现单级性输出，即VOUT只可能或者为正，或者为负。要实现VOUT可正可负的双性输出，须在编码和电路方面作些更改，下面叙述三种方法。不同的方法采用不用的编码。下面先讨论编码。
1）编码
编码是用一组规则来表示信息的方法。在双极性A/D和D/A转换中，可以采用不同的编码。常用的编码有三种，即符号—数值码、2的补码和偏移二进制码。表8.3.1列出了四位二进制数的这三种编码。
（1）符号—数值码
在这种编码中最高位是符号位，对于正基准，0表示正，1表示负（以下只用正基准）。其余三位表示数值的大小，与原码相同。
（2）2的补码
这是人们很熟悉的一种编码。其最高位是符号位，0表示正，1表示负，其余三位表示数值。若数不为负，与原码表示相同。若数小于0，则符号位不动，其余各位取反，然后在最低位加1。[page]
（3）偏移二进制码
只要将2的补码的符号位取反，就得到偏移二进制码。设D补和D偏分别代表的二的补码和偏移二进制码，设n代表编码的总位数，由表8.3.1可得


2）用偏移二进制码实现DAC双极性输出
图8.3.1是这种方法的电路图。由式（8.1.6）可知
码。可见，在图8.3.1中，若给DAC0832输入偏移二进制码，便实现了双极性输出。




3）用切换基准电压的方法实现双极性输出
图8.3.2是用切换基准电压的方法来实现DAC双极性输出的原理图。图中运放A1和A3用作跟随器，它们的输出等于输入。运放A2用作反相器，其输出与输入大小相等符号相反。模拟开关K受数字量的最高位 的控制。当D7=0时，K倒向“0”， 的输出 ,使DAC0832的基准电压为负。当D7=1时，K倒向“1”,V3=VR,使DAC0832的基准电压为正。
DAC0832的D7接地，因此DAC0832接受的是原码。DAC0832连同A4组成单极性输出DAC。来自CPU的符号-数值码的D7只用于控制模拟开关K，改变VREF的极性。从而实现双极性输出。


应该强调，图8.3.2中的DAC不可用权电阻型（电流输出型，例如DAC0800）。


4）用输出反相的办法实现双极性输出
图8.3.3是用输出反相法实现D/A变换双极性输出的电路图。与图8.3.2有相似之处。图8.3.3中，DAC0832的D7接地，由DAC0832和运放A1组成单极性输出转换器，其输出为V01。A2用作反相器，其输出V02=-V01。来自单片机的符号-数值码得最高位D7控制模拟开关K。
用权电阻型DAC，如DAC0800等，也可用T电阻型DAC，因为不需改变基准电压极性。