带锁存器的 D/A转换器及接口

　　具有锁存器的 D/A转换器可以直接与微处理器的数据总线相接。此时，将数据总线直接与 D/A转换器的数字输入线相连，将地址选中信号和写信号接到 D/A转换器的数据输入控制端上。当地址选中及写信号有效时，数据送入 D/A转换器的数据锁存器中，此时 D/A转换器的输出随之变化。

　　DAC 0830是一个带双缓冲锁存器的 8位D/A转换器。其精度为 10位，建立时间为1μs，是电流输出型。其9位与 8位精度的型号分别为 DAC 0831和DAC 0832。其逻辑符号及功能框图如图1所示。

（a） DAC 0830的逻辑符号　　　　 （b）DAC 0830的功能框图

图1 DAC 0830的逻辑符号及功能框图结构

　　此器件与微处理器的引线包括：

　　DI0～DI7数据输入线，DI7为最高位。

　　-CS片选端。

　　-WR1，-WR2写入信号1及写入信号2。

　　ILE输入锁存使能。

　　-XFER转移控制信号。

　　与模拟输出有关的信号为：

　　VREF基准电压输入端。

　　IOUT1，I OUT2电流输出瑞。

　　RFB反馈电阻端。

　　另外还有电源端VCC，数字地DGND及模拟地AGND。

　　图2为DAC0830的典型用法。

图2 DAC0830的典型用法

　　由于电路内部的反馈电阻RFB与网络电阻相等，输出电压VO = -VREF·（DI7/2+ DI6/4＋…＋DI0／256）。如在D/A转换器的RFB端与运算放大器的输出端之间串接电阻，可以调节输出电压的范围。

　　从图2的功能框图中可以看出控制信号的逻辑关系。当-CS=0，ILE=1时，-WR1信号将数据总线上的信号写入8位输入寄存器，当-XFER=0时，-WR2信号将输入寄存器的数据转移到8位DAC寄存器中，此时D/A转换器的输出随之变化。

　　根据上述功能，我们可以将 DAC 0830连接成单缓冲工作方式和双缓冲工作方式。

　　图3为DAC 0830的单缓冲工作方式接口。

　　此时，将转移控制信号-XFER及写入信号-WR2接地，ILE接高电平，-CS接地址选中信号，-WR1在ISA总线的系统中接外围设备写信号-IOW，在8031系统中为写信号-WR。当CPU向此地址写入一个数据时，D/A转换器的输出随之变化。

图3 DAC 0830的单缓冲工作方式接口

　　在一个系统中，如使用两路以上的D/A转换器时，由于这两路D/A转换器由两个地址输出，需要执行两条指令，因而这两路输出的变化要相差一些时间，如要求两路D/A转换器的输出同时变化，则应采用双缓冲工作方式。图4为采用双缓冲工作方式的两路 D/A转换器接口。

　　将两片DAC 0830的ILE均接为高电平，-CS分别接为地址1选中及地址2选中，-XFER接地址3选中，- WR1、-WR2均接系统写信号。

　　先向地址1写入数据1，再向地址2写入数据2，此时由于转移控制信号为高电平，因而这两个数据只能存在各自的输入寄存器中D/A转换器仍维持原来的输出不变。当CPU发出地址3选中及写信号时，-XFER有效，-WR2也有效。两片D/A转换器的输入寄存器中的数据转移到各自的DAC寄存器中，其输出也随之发生变化。

图4 采用双缓冲工作方式的两路 D/A转换器接口

　　对于DAC0830，其输出电压是单极性的，当基准电压的极性决定之后，输出电压的极性也被决定。为实现固定基准电压下的双极性输出，可采用图5的方法。

图5 DAC 0830的双极性电压输出

　　此时，输出电压VOUT = VREF·（DI7+ DI6/2＋…＋DI0/128-1）

　　当输入数字量为全0时，输出电压为-VREF。当输入数字量为80H时，输出电压为0，当输入数字量为全1时，输出电压为VREF*（1-1/128）。

　　在加入第二个运算放大器后，对D/A转换器输出的线性无影响，所采用的电阻不必与转换器内部的网络电阻一致，但应采用精密电阻，以保证R、2R的准确性及良好的温度特性。