基于AD5064芯片的DA转换程序设计报告文档格式.docx
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图3-1AD5064原理图
3.1.2硬件电路的连接
将c8051f340单片机与lcd1602，及AD5064相互连接。
各模块连线示意图如图3-2所示，输入控制信号有串行数据时钟信号（SCLK）、串行数据输入信号（DIN）、帧同步信号（SYNC）、DAC装载寄存器（LDAC），三个控制信号，实物连接图如图3-3所示：
图3-2各模块连线示意图
图3-3各模块连接实物图
3.2、DA程序设计：
通过阅读AD5064芯片使用手册，结合c8051f340对DA转化的初步程序进行了编写：
测试程序是以DA芯片AD5064为主体，结合c8051f340单片机实现对AD5064的控制，以按键选择，先在LCD1602显示要输出的电压值，再完成输出电压的值DA转化，最后在输出端输出。
3.1.1程序设计总体框图：
图3-4程序设计总体框图
3.1.2程序设计部分：
（1）、AD5064是一个是低功耗、四通道16位位缓冲电压输出，能够以最高50MHz的时钟速率工作，并与标准SPI、QSPI™、MICROWIRE™和DSP接口标准兼容。
片内提供集成基准电压缓冲器和输出放大器。
输入控制信号有串行数据时钟信号（SCLK）、帧同步信号（SYNC）、DAC装载寄存器（LDAC），三个控制信号，可以分别控制4通道输出不同的电压值，片内有两个寄存器，输入寄存器，DAC寄存器，一旦输入寄存器中有数据，可以分别用软件或者硬件来控制DAC寄存器值得更新。
结合AD5064使用手册，首先对一些指令进行了定义，方便之后程序的调用。
#define_0V0x0000//参考电压为5V时，输出为0V时数据位应存入的值
#define_1V0x3333//参考电压为5V时，输出为1V时数据位应存入的值
#define_2V0x6666//参考电压为5V时，输出为2V时数据位应存入的值
#define_3V0x9999//参考电压为5V时，输出为3V时数据位应存入的值
#define_4V0xcccc//参考电压为5V时，输出为4V时数据位应存入的值
#defineC_Writ_IR0X00//给输入寄存器写值命令
#defineC_Rest0X07//复位命令
#defineA_A0X00//DACA通道选择
#defineA_B0X01//DACB通道选择
#defineA_C0X02//DACC通道选择
#defineA_D0X03//DACD通道选择
#defineA_ALL0X0F//DAC所有通道选择
sbitSCLK=P1^0;
//串行数据时钟信号
sbitDIN=P1^1;
//串行数据输入
sbitSYNC=P1^5;
//帧同步信号
sbitLDAC=P1^6;
//DAC装载寄存器
（2）、结合AD5064使用手册中的移位寄存器分布图3-5和时序工作图3-6，对AD5064DA转化的操作命令进行了编写，因为数据是大端存储，先送命令位，故以写命令为例，由时序图可知，在时钟下降沿，数据在被帧同步信号锁存，由于本次DA主控器件为单片机，故选用8位为一次操作，先把时钟信号SCLK置1，再将8位数据循环送入数据串行入端口（DIN），完成写命令操作。
图3-5移位寄存器分布图
图3-6时序图工作
写命令子程序：
输入：
为相应的命令伪指令
输出：
无
此程序完成功能：
完成操作控制DA执行的相应命令。
在8次循环中，先将时钟信号置高电平，再将数据位上的第8位数据送入数据串行入端口（DIN）延时一段时间，将时钟电平置0，锁存第8位数据；
再次循环，将数据左移一位，取出第8位，送入数据串行入端口（DIN），再延时一段时间后，将时钟电平置0，再次锁存第7位数据，直到8位数据全部送完，从而完成命令控制功能。
注意：
如图3-5所示，，本次命令控制程序只有低4位有用。
voidWrite_Cmd（uchardat）//写命令操作
{
uchari;
//用以循环的变量
for（i=0;
i<
8;
i++）//写8位，高4位无用
{
SCLK=1;
//时钟信号置高电平
DIN=（（dat<
<
i）&
0x80）?
1:
0;
//数据从高位到低位依次循环送入数据串行入端口
Delay（30）;
//延时
SCLK=0;
//将SCLK置0，时钟下降沿触发，将输入数据锁存。
//下降沿保持，保证时钟低电平与高电平对应
}
}
写地址子程序：
为相应的输出通道伪指令
完成操作控制DA通道选择命令。
如图3-5所示，，本次命令控制程序只有4位有用，故只循环4次。
voidWrite_Addr（uchardat）//写地址
dat=dat<
4;
//地址只有四位右移使之处在高4位
i++）//写8位，高4位无用循环四次
//时钟信号置高电平
//数据从高位到低位依次循环送入数据串行入端口
写数据子程序：
为相应的电压数据指令
如图3-5所示，因数据位16位，故数据位分高低两个8位完成传输，调用两次此程序。
voidWrite_Date（uchardat）//写数据
i++）//单片机中，写8位数据，分两次
//将SCLK置0，时钟下降沿触发，将输入数据锁存
Delay（30）;
此外，还有写址地操作和写数据操作子程序与写命令子程序原理一致，（具体程序设计见附录），这里重点再解释一下AD5064的总体程序。
AD5064总程序的设计：
为相应的伪指令代码，分别是命令、输出对应的通道地址、数据
本程序是直接调用之前的子程序，从而实现了对AD5064的操作，因为在本次设计中直接用了16位数据，但鉴于单片机的原因，先将数据分为两个8位，之后按照图3-6所示，先将帧同步信号置0，再直接调用Write_Cmd，Write_Addr，Write_Date的命令，完成对移位寄存器的操作，之后再将帧同步信号置1，再通过LDAC置0来实现LDAC寄存器的更新，本程序中先将所给数据分为高低两个8位，通过两次调用写数据程序完成数据的传输。
voidADC5064_write（ucharcmd,ucharadd,intdat）//AD5064写程序
uchardath,datl;
//定义两位用于存储数据高低位
dath=（dat&
0xff00）>
>
//取出高8位
datl=dat&
0x00ff;
//取出低8位
SYNC=0;
//将帧同步信号置0
Write_Cmd（cmd）;
//调用写命令子程序
Write_Addr（add）;
//调用写地址子程序
Write_Date（dath）;
//写数据高8位
Write_Date（datl）;
//写数据低8位
Write_Addr（0x00）;
//无效数据位或ldac
SYNC=1;
LDAC=0;
//通过硬件对DAC寄存器进行刷新，使相应端口输出电压值
LDAC=1;
（3）、调用方法举例：
当程序调用时可以直接调用ADC5064_write总体写程序，就可以实现对ADC5064的控制。
例如：
①ADC5064_write（C_Rest,A_ALL,_0V）;
本程序可以使ADC5064的所有输出端口复位为0V。
C_Rest为控制命令，A_ALL为选择所有输出通道地址，_0V为使输出为0V时的数据。
②ADC5064_write（C_Writ_IR,A_A,_3V）;
本程序可以使ADC5064的A通道输出端口输出3V。
C_Writ_IR为控制命令，是将从数据串行入端口（DIN）送入的数据送到输入寄存器中，A_A为选择A通道输出，_3V为使输出为3V。
四、硬件电路的测试和程序调试：
4.1、硬件电路的调试
结合PCB板子，对DA芯片AD5064的硬件电路进行了焊接、测试和调试，仔细检查各个管脚走线，确保了各个管脚无错误相连以及板子上各个芯片正常供电。
4.2、对程序进行调试：
在对测试程序调试之后，可以满足通过c8051f340开发板上的按键来控制所要输出的电压值。
调试结果选取如图4-1所示：
图4-1
4.3信号时序图测试：
在调试过程中主要对时钟信号和帧同步信号、LDAC进行了测试，因为数据是在时钟信号的下降沿被送入输入寄存器的，因为数据各不相同，所以只需要观察时钟信号即可知完成一次数据所用的时间。
时钟信号如图4-2所示：
图4-2时钟信号
两个下降沿相隔110us。
故完成一次对AD5064的数据操作，需要3200us。
从帧同步信号的下降沿开始，时钟信号必须要延迟一段时间才可以进行数据的数据，故帧同步信号的下降沿到数据的第一位开始锁存之间加了一个延时，时间为11
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