串行AD和DA芯片的应用

本文简单介绍MAXIM公司生产的串行AD芯片MAX1241及串行DA芯片MAX539的接口及编程, 并简要介绍SPI总线的使用方法。
关键词：串行AD;串行DA;SPI总线

芯片介绍 　　MAX1241是低功耗,12位串行模数转换器,共有8个管脚,工作电压为+2.7～+5.5V,连续AD转换时间为7.5μs,跟踪时间为1.5μs,片上自备时钟及采样保持路。在芯片以73ksps最大采样速率工作时,消耗功率仅为 37mw(Vdd=3V)。关闭模式也可以降低功耗,但这时传输速率也会降低。 　　MAX1241需要一个外部参考电压,参考电压输入范围一般为0～2.5V,MAX1241能接收的电压范围为0～2.5V,输入电压过大会烧掉芯片,一般不应超过3V。 　　MAX1241具有一个3线连续接口,直接与微控制器的I/O口相连,并与SPI和MICROWIRE接口相兼容。SPI接口是一种三线制接口,这三线分别是片选线CS,数据线DOUT,时钟信号线SCLK。SCLK的下降沿输出数据,数据位为先高后低依次出现。MAX1241内部结构如图1所示。 　　当把MAX1241的模式控制端SHDN置低时,芯片处于关闭模式或称休眠模式,此时工作电流低于15μA,置高后,它能在4μs内从休眠状态转到工作状态。如不使用,可以接高电平或悬空。 转化过程 　　在开始加电20ms内不要有任何转换工作。将CS置低电平后,开始转化。在CS的下降沿,采样保持电路进入保持状态,而且转化正式开始,经过一段内部转化时间后,转化结束的标志是Dout信号置高。数据然后能在外部时钟的作用下依次送出。 操作过程 　　● 使用CPU上的一个通用I/O接口去拉低CS,保持SCLK低电平。 　　● 等待最大转换时间或查询DOUT是否为高电平来决定转换是否结束。 　　● 转换结束后,在SCLK的下降沿开始DOUT数据输出。 　　● 在第13个脉冲将CS置高,如果CS继续保持低电平,以下输出数据为0。 　　● 在开始一次新的转换之前,等待最小规定时间tcs,这期间CS应为高电平。如果在转换过程中通过拉高CS来放弃转换,在开始一段新的转换之前,也要等待一段时间(tacq)。CS必须在所有数据转换结束前一直保持低电平。 　　MAX1241的典型应用电路如图2所示。 　　MAX539是12位串行DA转换芯片,其使用方法与MAX1241大致相同,接口标准也符合SPI总线标准,MAX539的内部增益为2,因此其输入与输出的关系如下表所示,应用电路如图3所示。 输　　入 输　　出 1111 1111 1111 2*REF*4095/4096 1000 0000 0001 2*REF*2049/4096 0000 0000 0000 2*REF*2048/4096 0000 0000 0000 OV 0000 0000 0001 2*REF/4096 0111 1111 1111 2*REF*2047/4096