32通道16位D/A轉換器MAX5631的原理及應用

摘要：介紹了美國MAXIM公司的32通道16位D/A轉換器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的軟件程序。

    關鍵詞：MAX5631 D/A轉換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轉換器。它內含一個16位DAC、一個帶內部時鐘的時序控制器、一個片內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電阻網(wǎng)絡來完成相應的轉換，其余位的轉換則由一個12位R-2R梯形網(wǎng)絡來完成。其32路帶緩沖的采樣保持電路通過內部保持電容來使輸出壓降維持在每秒1mV的范圍內，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的功能結構和工作模式

MAX5631的內部結構框圖如圖2所示。下面介紹MAX5631的輸入字、轉換時序及工作模式。

    2．1 輸入字及轉換時序

MAX5631的轉換過程是先從串行數(shù)據(jù)端DIN送進要轉換的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則選擇內部時鐘序列。C1、C0之后應補一位0。見表1。

表1 輸入字序列

數(shù)      據(jù)地    址控  制D15

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