Скачиваний:
23
Добавлен:
16.07.2022
Размер:
116.67 Кб
Скачать

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ВТ

Отчет по лабораторной работе № 2

По дисциплине «Интерфейсы периферийных устройств»

Тема: «Управление ЦАП через интерфейс SPI»

Студенты гр. 6307

Кичерова А. Д.

Васин А. М.

Преподаватель

Молодцов В. О.

Санкт-Петербург

2019

Цель работы

С помощью САПР Quartus II на основе узла, разработанного в первой лабораторной работе, реализовать узел, осуществляющий управление лабораторным ЦАП через интерфейс SPI.

Задание на работу

Разработать узел, осуществляющий управление передачей данных с ПЛИС на ЦАП AD5313, имеющий 2 канала разрядностями по 10 бит, работающий на частоте не выше 30 МГц, через интерфейс SPI.

Теоретические сведения

ЦАП AD5313 представляет из себя два 10-разрядных ЦАП в одном корпусе с усилителями на выходе. В него встроен 3-проводный последовательный интерфейс, который работает на частоте до 30МГц и совместим со стандартными интерфейсами SPI™, QSPI™, MICROWIRE™ и DSP. Характеристики данной модели ЦАП:

  • Поставка в 16-выводном TSSOP корпусе

  • Малое энергопотребление: 300 мкА при 5 В (включая ток потребления источника опорного напряжения)

  • Режим пониженного потребления: 200 нА при 5 В, 50 нА при 3В

  • Питание от источника напряжением от +2.5В до +5.5В

  • Двойная буферизация входной логики

  • Гарантируется равномерность дифференциальной нелинейности для любых значений входного кода

  • Настройка входа опорного источника с буферизацией и без буферизации

  • Диапазоны изменения выходного напряжения: 0–VREF, 0–2VREF

  • Сброс в ноль выходного напряжения при подаче питания

  • Опциональный режим шлейфного подключения нескольких микросхем, используя выход SDO

  • Одновременное обновление обоих выходов ЦАП воздействием на вход LDAC

  • Вход CLR асинхронного сброса выходов

  • Экономичный последовательный интерфейс с триггерами Шмитта на входах

  • Встроенный усилитель-повторитель выходного напряжения

Расположение выводов:

Описание выводов:

CLR

Вход с активным низким уровнем, сбрасывающий в нулевое состояние оба входных регистров и регистров ЦАП

LDAC

Управляющий вход с активным низким уровнем для синхронизации записи в регистры обоих ЦАП из входных регистров

VDD

Вход питания

VREFА

Вход от источника опорного напряжения для ЦАП А

VREFB

Вход от источника опорного напряжения для ЦАП В

BUF A

Вход управления буферизацией входа источника опорного напряжения ЦАП А (1-вкл./0-выкл.)

BUF В

Вход управления буферизацией входа источника опорного напряжения ЦАП В (1-вкл./0-выкл.)

VOUTA

Выход усилителя напряжения ЦАП A

VOUTB

Выход усилителя напряжения ЦАП В

DCEN

Вход активизации режима шлейфного подключения (1- активный уровень)

PD

Вход аппаратной активизации режима пониженного энергопотребления (0- активный уровень)

SYNC

Управляющий вход с активным низким уровнем (выбор микросхемы)

SCLK

Вход синхронизации последовательной связи

DIN

Ввод последовательных данных

GND

Общий для всех частей микросхемы

SDO

Выход последовательных данных в режиме шлейфного подключения

Опорное напряжение для каждого ЦАП поступает со специально предусмотренных входов. Входы опорного напряжения могут настраиваться на режимы с буферизацией и без буферизации. Используя вход LDAC, можно обеспечить одновременность обновления выходных напряжений обоих ЦАП. В состав данных микросхем входит также схема сброса при подаче питания, которая обеспечивает установку нулевого выходного напряжения с момента подачи питания до выполнения первой действительной операции записи в регистр ЦАП. Имеется также вход асинхронного сброса выходного напряжения обоих ЦАП в ноль с активным низким уровнем. Для этих устройств реализован механизм перевода в режим пониженного энергопотребления, в котором ток потребления снижается вплоть до 200 нА при 5В питания (50 нА при 3В), при этом имеется возможность программировать подключение к выходу резистора и его номинал. Используя выход SDO, можно организовать режим шлейфного подключения нескольких микросхем.

Ход работы

С помощью САПР Quartus II на языке VHDL разработан генератор, понижающий частоту работы лабораторного макета 40 МГц до 20 МГц.

Следом, в соответствии со спецификацией AD5313, разработан узел, управляющий передачей данных на ЦАП. После распиновки контактов ПЛИС, проект был загружен на плату, к ней был подключен ЦАП, и работа была проверена с помощью осциллографа.

Наблюдение работы узла на осциллографе показало, что интерфейс спроектирован корректно, ниже представлены результаты с осциллографа.

Рисунок 1 Все нули

Рисунок 2 Все единицы

SS

DATA

SS

SCK

SS

LDAC

Вывод: в результате работы был спроектирован узел, осуществляющий управление передачей данных через интерфейс SPI на ЦАП AD5313. Функционирование узла было проверено на учебной плате с помощью осциллографа.

Соседние файлы в папке 5 лаб - код в архиве