MCS－51與串行D/A轉換器的接口設計

1. 概述
　　在微機控制的電氣設備中，常常需要把數字信號變成模擬信號，以驅動(dòng)電氣設備的運行，在這個(gè)過(guò)程中，D/A轉換是一個(gè)十分重要的環(huán)節，亦是微機控制系統重要的組成部分。一般的D/A轉化芯片都是并行接口，如8位系列0830/0831/0832、10位系列7520/7530/7533和 12位系列1208/1209/1210等均為并行接口，14位、16位系列也全部為并行接口。只有AD7543是12位串行D/A轉換芯片，它是美國模擬器件公司(Analog Devices)的產(chǎn)品，屬于特殊用途D/A轉換器，和并行接口芯片有很大不同，使用該芯片構成的系統具有接線(xiàn)簡(jiǎn)單、使用方便、控制靈活的特點(diǎn)，具有較好的應用前景和開(kāi)發(fā)價(jià)值。

2. AD7543內部框圖和特性
　　AD7543為16引腳雙列直插式封裝，內部框圖和引腳符號如圖1所示。
　　AD7543的邏輯電路由12位串行輸入并行輸出移位寄存器(A)和12位DAC輸入寄存器(B)以及12位DAC單元組成。在選通輸入信號的前沿或后沿(由用戶(hù)選擇)定時(shí)地把RSI引腳上的串行數據裝入寄存器A，一旦寄存器A裝滿(mǎn)，在加載脈沖的控制下，寄存器A的數據便裝入寄存器B。并進(jìn)行D/A轉換。
　　AD7543的引腳功能見(jiàn)表1。出現在A(yíng)D7543的SRI引腳上的串行數據在STB1、STB2和STB4的上升沿或STB3的下降沿作用下，定時(shí)的移到移位寄存器A中，寄存器A和B控制輸入端所要求的各種信號的邏輯關(guān)系如表2所列。

　　AD7543的主要特性如下：
　　● 分辨率為12位。
　　● 非線(xiàn)性為±1/2LSB。
　　● 接正或負選通進(jìn)行串行加載。
　　●用非同步清除輸入使其初始化。
　　●低功耗、最大為40mW。
3. AD7543和8031單片機的接口設計
　　實(shí)現AD7543與單片機的連接有兩種方法，其一是基于字節操作，利用串行通訊接口實(shí)現，其二是基于位操作，利用普通輸入輸出口線(xiàn)實(shí)現，兩種實(shí)現方法對A/D轉化芯片的轉換速度、工作以及數據傳輸的波特率等技術(shù)指示的要求各不相同。以下具體說(shuō)明這兩種實(shí)現的方法。
3.1 AD7543與單片機串行通訊接口的連接
　　圖2是8031的串行口和AD7543相連的接口電路，8031的串行口選用方式0(移位寄存器方式)，其TXD端移位脈沖的負跳變將RXD輸出的位數據移入AD7543，利用P1.0產(chǎn)生加載脈沖，由于是低電平有效，從而將AD7543移位寄存器A中的內容輸入到寄存器B中，并啟動(dòng)D/A，單片機復位端接AD7543的消除CLR端，以實(shí)現系統的同步。

　　由于A(yíng)D7543的12位數據是由高字節至低字節串行輸入的，而8031單片機串行口工作于方式0時(shí)，其數據是由低字節至高字節串行輸出的。因此，在數據輸出之前必須重新裝配，并改變發(fā)送順序，以適應AD7543的時(shí)序要求。如表3所列，其中數據緩沖區DBH為高字節存儲單元，DBL為數據低8位存儲單元。