3.3 Цап с параллельным интерфейсом входных данных

Чаще используются два варианта. В первом варианте на N входов данных N-разрядного ЦАП подается все входное слово целиком. Интерфейс такого ЦАП включает два регистра хранения и схему управления (рис.3а). Два регистра хранения нужны, если пересылка входного кода в ЦАП и установка выходного аналогового сигнала, соответствующего этому коду, должны быть разделены во времени. Подача на вход асинхронного сброса CLR сигнал низкого уровня приводит к обнулению первого регистра и, соответственно выходного напряжения ЦАП.

Рисунок 3 – ЦАП с параллельным интерфейсом

Пример блок-схемы подключения 12-ти разрядного ЦАП МАХ507 к 16-ти разрядному микропроцессору (МП) приведен на рис.4. процессор посылает входной код в ЦАП как в ячейку памяти данных. Вначале с шины адрес/данные поступает адрес ЦАП, который фиксируется регистром по команде с выхода ALE микропроцессора и, после дешифрации, активизирует вход CS ЦАП. Вслед за этим МП подает на шину адрес/данные входной код ЦАП и затем сигнал записи на вход WR (см. рис.3б).

Рисунок 4 – Подключение ЦАП с параллельным интерфейсом

Для подключения многоразрядных ЦАП к восьмиразрядным микропроцессорам и микроконтроллерам используется второй вариант параллельного интерфейса. Он предусматривает наличие двух параллельных загрузочных регистров для приема младшего байта входного слова МБ и старшего байта - СБ (рис.5). Пересылка байтов входного слова в загрузочные регистры может происходить в любой последовательности.

Рисунок 5 – Подключение ЦАП с интерфейсом второго типа к восьмиразрядному МК

4 Задание к лабораторной работе

Изучить принцип работы цифроаналоговых преобразователей по конспекту лекций, учебной литературе и интернет-источникам:

1. Жан М. Рабаи, Ананта Чандракасан, Боривож Николич. Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования = Digital Integrated Circuits. — 2-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — 912 с. — ISBN 0-13-090996-3

2. S. Norsworthy, Richard Schreier, Gabor C. Temes. Delta-Sigma Data Converters. ISBN 0-78-031045-4.

3. Mingliang Liu. Demystifying Switched-Capacitor Circuits. ISBN 0-75-067907-7.

4. Behzad Razavi. Principles of Data Conversion System Design. ISBN 0-78-031093-4.

5 Порядок выполнения лабораторной работы

В лабораторной работе используется программа Proteus. Необходимо собрать схему, состоящую из микроконтроллераAtmega16 и последовательно подключенного ЦАПTLC5615 (см. рис.6).

Рисунок 6 – подключение последовательного ЦАП к МК

Для этого необходимо выходы ЦАПDIN(DigitalINput),CS(ChipSelect),SCLK(SignalClock) подключить соответственно к выводамPB5,PB4,PB7 микроконтроллераAtmega16. На аналоговый вход ЦАП (REFIN) подключить делить напряжения на переменном резисторе, как показано на рисунке 6. Между вариативным выводомOUTи землёй вести измерения вольтметром (находится на вертикальной ленте «VirtualInstrumentsMode»).

Затем подключить цифровой осциллограф к порту В микроконтроллера (см. рисунок 7).

Рисунок 7 – Подключение осциллографа

Влевой вертикальной ленте программыProteusвыбрать пункт «VirtualInstrumentsMode» и перенести на схемуOSCILLOSCOPE– виртуальный осциллограф, выводыA,B,Cкоторого необходимо подключить параллельно к связке МК – АЦП к выводамDIN,CS,SCLK,DOUTсоответственно.

Прошивка для микроконтроллера находится в одной папке с методическими указаниями – Mega16_DAC(код см. в ПРИЛОЖЕНИИ), частоту внутреннего генератора задать –Int.RC8MHz.

По окончании подключения цепей схемы проверить работоспособность, включив симуляцию. При изменении положения вариативного движка на переменном резисторе должно меняться напряжение выхода ЦАП.

Наблюдать на осциллографе кодовую последовательность и напряжение на вольтметре.

Составить таблицу зависимости выходного напряжения от входного кода ЦАП по изменению цифровых данных:

Таблица 1 – Пример снятия переходной характеристики АЦП

Кодовая последовательность, 8 с.	Значение входного напряжения, В
1000000111	2,7 В.
1000101111	2,73 В
………………..	…………
Не менее 25 значений	Не менее 25 значений

• Вычислить значение младшего значащего интервала LBS.

• Вычислить значение частоты дискретизации ЦАП.

• Вычислить значение скорости потока данных.

• Построить примерную переходную характеристику ЦАП.

• Построить аналоговый график функции f(x) на выходе ЦАП, согласно варианту (см. ПРИЛОЖЕНИЕ).