1、图3-1 AD5064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LCD1
2、602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50 MHz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
3、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 _0V 0x0000 /参考电压为5V时,输出为0V时数据位应存入的值#define _1V 0x3333 /参考电压为5V时,输出为1V时数据位应存入的值 #define _2V 0x6666 /参考电压为5V时,输出为2V时数据位应存入的值#define _3V 0x9999 /参考电压为5V时,输出为3V时数据位应存入的值#define _4V 0xcccc /参考电压为5V时,输出为4V时数据位应存入的值#define C_Writ_IR 0X00 /给输入寄存器写值命令
4、#define C_Rest 0X07 /复位命令#define A_A 0X00 /DAC A通道选择#define A_B 0X01 /DAC B通道选择#define A_C 0X02 /DAC C通道选择#define A_D 0X03 /DAC D通道选择#define A_ALL 0X0F /DAC 所有通道选择sbit SCLK = P10; /串行数据时钟信号sbit DIN = P11; /串行数据输入sbit SYNC = P15; /帧同步信号sbit LDAC = P16; /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,
5、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
6、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。void Write_Cmd(uchar dat) /写命令操作 uchar i; /用以循环的变量 for(i=0;i8;i+) /写8位,高4位无用 SCLK = 1; /时钟信号置高电平 DIN = (dati)&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
7、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。void Write_Addr(uchar dat) /写地址 dat=dat /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
8、; 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:ADC5064_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。ADC5064_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(DI
9、N)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4-14.3 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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