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1、TLC5615串行数模转换器的原理及应用设计,通过输入数字信号模拟出锯齿波形信号,2020/8/24,2,1、TLC5615芯片简介,2020/8/24,3,2、TLC5615芯片的主要特点,单5v电源工作； 3线串行接口； 高阻抗基准输入端(见图1)； DAC输出的最大电压为2倍基准输入电压； 上电时内部自动复位； 微功耗，最大功耗为175mW ； 转换速率快，更新率为121MHz； 小型(D)封装TLC5615CD和塑料DIP(P)封 装TLC5615CP的工作温度范围均为0 70 ；而 小型(D)封装TLC5615ID和塑料DIP(P)封装 TLC5615IP的工作温度在一40 85 的
2、范围 内。,2020/8/24,4,3、TLC5615 器件的引脚图及功能,2020/8/24,5,8脚直插式TLC5615的引脚分布如图2所示各引脚功能如下： DIN，串行二进制数输入端； SCLK，串行时钟输入端； 芯片选择，低有效； DOUT用于级联的串行数据输出； AGND，模拟地； REFIN，基准电压输入端； OuT，DAC模拟电压输出端； Vdd，正电源电压端。,2020/8/24,6,4、TLC5615的内部功能框图,2020/8/24,7,它主要由以下几部分组成： (1)10位DAC电路； (2)一个16位移位寄存器，接受串行移人的二进制数。并且有一个级联的数据输出端DOUT
3、； (3)并行输入输出的10位DAC寄存器，为10 位DAC电路提供待转换的二进制数据； (4)电压跟随器为参考电压端REFIN提供很 高的输入阻抗，大约10M欧姆； (5)2电路提供最大值为2倍于REFIN的 输出： (6)上电复位电路和控制电路。,2020/8/24,8,5、TLC5615的工作原理,1、TLC5615的时序 TLC5615工作时序如图所示。可以看出，只有当片选 S为低电平时，串行输人数据才能被移人l6位移位寄存器。当 S为低电平时，在每一个SCLK时钟的上升沿将DIN的一位数据移人16位移寄存器。注意，二进制最高有效位被导前移人。接着， SCLK的上升沿将16位移位寄存器
4、的10位有效数据锁存于l0位DAC寄存器，供DAC电路进行转换；当片选CS为高电平时，串行输人数据不能被移人l6位移位寄存器。 注意SCLK的上升和下降都必须发生在SCLK为低电平期间。从图中可以看出，最大串行时钟速率为： f(sclk)max=1/Tw(CH)+Tw(CS)=14MHz,2020/8/24,9,TLC5615的时序图,2020/8/24,10,2、两种工作方式 从内部功能框图可以看出，16位移位寄存器分为高4位虚拟位、低2位填充位以及10位有效位。在单片TLC5615工作时，只需要向16位移位寄存器按先后输入10位有效位和低2位填充位，2位填充位数据任意，这是第一种方式，即l
5、2位数据序列。第二种方式为级联方式，即16位数据序列，可以将本片的DOUT接到下一片的DIN，需要向16位移位寄存器按先后输入高4位虚拟位、10位有效位和低2位填充位，由于增加了高4位虚拟位，所以需要16个时钟脉冲。无论工作在哪一种方式，输出电压为： Vout=Vrefin N1024 其中，Vrefin 是参考电压，N为输入的二进制数。,2020/8/24,11,6、TLC5615与AT89C1051单片机接口,1、硬件连接 AT89C1051的是低压、高性能CMOS 8位微机with1K字节的闪存编程和只读存储器(PEROM)。设备是生产的高密度非易失性存储器使用爱特梅尔公司技术和兼容行业
6、标准通过mcs51汇编语言指令集。通过结合aversatile 8位CPU使用Flash在一个单片芯片,爱特梅尔公司AT89C1051是一个权力的微机提供一个高度灵活的和符合成本效益的解决方案manyembedded控制应用程序。,2020/8/24,12,AT89C1051与TLC5615硬件接口,2020/8/24,13,2、软件编程 #include sbit SCK = P15;/脉冲引脚定义 sbit CS = P16;/片选引脚定义 sbit DIN = P17;/数据引脚定义 /TLC5615 数模转换程序 void TLC1549(unsigned int x) unsigne
7、d char y; CS = 1; SCK = 0; DIN = 0; CS = 0; x=x6; /舍弃前6 位,2020/8/24,14,for(y=0;y12;y+) /从高到低发送 DIN = x,2020/8/24,15,本接口的硬件结构十分简单，编程也不麻烦，工作稳定，只是速度受到执行程序所需时间的限制，但在一般控制仪表中没有问题的。这是串行DAC与并行DAC相比所不可避免的缺陷。,2020/8/24,16,7、用keil-c软件编译调试并生成hex文件,2020/8/24,17,8、用Proteus 软件仿真运行,电路连接图如下,在Proteus 软件执行程序, 并用虚拟示波器观察,2020/8/24,18,Proteus仿真界面抓图,2020/8/24,19,数字虚拟示波器观察到的锯齿波形,2020/8/24,20,在Proteus 软件执行程序, 并用虚拟示波器观察。从图 实际观察可以看到, 电压值为0.5V/格6=3V。理论分析,电路 连接图 硬件电路中稳压二极管稳压为2.5V, 软件编程最大数值为614, 计算最大输出电压22.5V614/1024=3V=3000mV。结合实 际观察和理论分析, 可以知道, 设计是正确的。,
