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高速D/A轉(zhuǎn)換芯片MX7541原理及應(yīng)用
摘要：美國(guó)美信公司生產(chǎn)的MX7541系列器件是一種12位并行高速D/A轉(zhuǎn)換器，此芯片可方便地應(yīng)用于精密儀器的輸出控制系統(tǒng)中。文中介紹了該芯片的基本參數(shù)和主要特性，給出了MAX7541與單片機(jī)和CPLD連接的具體應(yīng)用電路。關(guān)鍵詞：D/AMAX7541數(shù)模轉(zhuǎn)換器CPLD單片機(jī)
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ＭＸ７５４１是美國(guó)ＭＡＸＩＭ公司生產(chǎn)的高速高精度１２位數(shù)字／模擬轉(zhuǎn)換器芯片，由于ＭＸ７５４１轉(zhuǎn)換器件的功耗特別低，而且其線性失真可低達(dá)０．０１２％，因此，該Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器芯片特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制。此外，由于ＭＸ７５４１器件內(nèi)部帶有激光制作的精密晶片電阻和溫度補(bǔ)償電路以及ＮＭＯＳ開(kāi)關(guān)，因而可充分保證ＭＸ７５４１具有１２位的精度。還有一個(gè)重要特點(diǎn)是：ＭＸ７５４１的所有輸入均與ＣＭＯＳ和ＴＴＬ電平兼容。
ＭＸ７５４１在電氣和管腳上都與ＡＤ公司的ＡＤ７５４１芯片兼容，它們都采用標(biāo)準(zhǔn)的１８腳封裝。其主要電氣特點(diǎn)如下：
●轉(zhuǎn)換時(shí)間：０．６μｓ；
●具有１２位線性輸出（１／２ＬＳＢ）；
●準(zhǔn)確度：１ＬＳＢ；
●功耗低，５Ｖ情況下通常為４５０ｍＷ；
●可進(jìn)行四象限乘法轉(zhuǎn)換；
●與ＴＴＬ、ＣＭＯＳ電平兼容。
２引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖１所示是ＭＸ７５４１的引腳排列圖，各引腳功能如下?
ＶＲＥＦ?ＤＡＣ轉(zhuǎn)換器的電壓參考輸入端，其電壓值在±２５Ｖ之間；
�。遥疲�?反饋電阻接入端，在雙極模式時(shí)與外置運(yùn)算放大器輸出相連；
ＯＵＴ１?ＯＵＴ２?電流輸出，Ｉ１＋Ｉ２為常數(shù)；
�。拢桑裕薄拢桑裕保�?數(shù)字量輸出，ＢＩＴ１為最高位?
�。郑模�?電源輸入?范圍為＋１７Ｖ～＋５Ｖ?
�。牵危�?數(shù)字地。
圖２所示是ＭＸ７５４１高速Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能圖。
�。常停兀罚担矗钡妮斎肱c輸出
�。停兀罚担矗庇袃煞N輸出方式,即單極性輸出和雙極性輸出,兩種方式的電路連接圖分別如圖３和圖４所示。兩種輸出方式的輸入輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系分別列于表１和表２。
表單極性輸入輸出關(guān)系
數(shù)字輸入量
模擬量輸出
最高位最低位111111111111-VREF(4095/4096)100000000000-VREF（2048/4096）=-1/2-VREF000000000001-VREF（1/4096）0000000000000V
表2雙極性方式中輸入輸出關(guān)系
數(shù)字輸入量模擬量輸出最高位最低位111111111111+VREF（2047/2048）100000000001+VREF（1/2048）1000000000000V011111111111-VREF（1/2048）000000000000-VREF（2048/2048）=-VREF
�。矗停兀罚担矗迸c單片機(jī)的連接
由于ＭＸ７５４１是１２位數(shù)字輸入,因此它必須與１６位以上的單片機(jī)相連。當(dāng)其與ＭＣＳ－９６單片機(jī)進(jìn)行連接時(shí)，其電路非常簡(jiǎn)單，只需把單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接與ＭＸ７５４１的輸入線相連即可。程序也很簡(jiǎn)單,只要不停地向其送數(shù)據(jù)即可。
５與ＣＰＬＤ的連接
由于目前８位單片機(jī)應(yīng)用比較多,再加上ＭＸ７５４１是高速Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器,因此，用單片機(jī)來(lái)控制ＭＸ７５４１顯得不是很方便。為此，本文介紹一種運(yùn)用可編程邏輯器件,這里以ＡＬＴＥＲＡ公司的ＭＡＸ７０００系列中的ＭＡＸ７１２８Ｓ為例，來(lái)控制ＭＸ７５４１的方法，該方法進(jìn)而可推廣到其它高速Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換芯片。
圖5仿真輸出波形
這種控制方法的基本思想是利用ＣＰＬＤ連接８位單片機(jī)與１２位Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器，其中單片機(jī)與ＣＰＬＤ之間采用兩根控制線來(lái)進(jìn)行通訊，同時(shí)用它們來(lái)決定數(shù)據(jù)線中數(shù)據(jù)的種類，表３給出了控制線中的數(shù)據(jù)意義。但應(yīng)注意：該方案的輸入時(shí)鐘周期應(yīng)小于單片機(jī)的指令周期。下面給出的是利用ＶＥＲＩＬＯＧ語(yǔ)言所編寫的程序：
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ｅｎｄｍｏｄｕｌｅ
其仿真輸出波形如圖５所示。
表3控制線中的數(shù)據(jù)意義
控制線A控制線B控制意義00不工作01低8位數(shù)據(jù)10高8位數(shù)據(jù)11輸出到DA轉(zhuǎn)換器
�。督Y(jié)束語(yǔ)
筆者將ＭＸ７５４１芯片用于高頻波形發(fā)生器?結(jié)果證明：該芯片性能穩(wěn)定?Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換線性良好?使用簡(jiǎn)單。另外，這種方法也同樣適用于其它同類產(chǎn)品（如ＭＸ７５４２,ＭＸ７５４３,ＭＸ７５４５等芯片）。
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