基于ad5412菊花链的数模转换设计

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1、万方数据第3期(总第172期)2012年6月机械工程与自动化MECHANlCALENGINEERING＆AUTOMATI()NNo．3JulL文章编号：1672—6413(2012)03-0055—03基于AD5412菊花链的数模转换设计樊妮娜，夏路易(太原理工大学，山西太原030024)摘要：首先说明了AD5412鼓模转换芯片的应用特性，阐述了AD5412数模转换芯片菊花链工作模式的工作原理，并简单介绍了此工作模武的配置。其次．详细说明了AD5412芯片与LM3S9896徽控审时器的接口电路．最后，简单介绍了A

2、D5412菊花链数模转换的软件实现方法．关键词lAD5412f菊花链lLM3SgB96}SPII数模转换率圈分类号：TP335+．4文献标识码-A0引言在工业生产中．大量的用电设备(执行机构、变送器等)都需要在平滑调节的测试电压下稳定工作。此时需要采用数模转换芯片将输入的数字电压转换为可以平滑调节的模拟电压。因此。本文采用ADI公司生产的单通道、12／16位串行输入内置电流源和电压输出的数模转换芯片AD5412实现这一功能。1AD5412简介AD5412是低成本、精密、完全集成的12／16位数模转换器，内置可编程

3、电流源和可编程电压输出。输DVccselectDYcc出电流范围可采用软件设置为4nLA～20rnA、0mA～20mA或超量程的0mA～24mA。AD5412的电压输出引脚由一个独立引脚提供，此引脚可配置成输出电压为0V～5V、0V～10V、士5V、±10V的范围，需要注意的是所有范围均提供10％的超量程。AD5412芯片的模拟输出包括短路和开路保护，并且可以驱动容性负载。芯片的电源电压范围为10．8V～40V，片内包含SPI串行接口，可以与微控制器进行通信，在电流和电压模式下，芯片总的输出误差典型值为士0．01

4、％。AD5412芯片的内部功能框图见图l。2菊花链工作原理与配置2．1菊花链工作原理REFOUTREFINGNDCcomp田1AD5412内部功能框图．AD5412与微控制器LM3S9896进行通信时，采用SPI串行数据通信接口。对于多个AD5412芯片的收穑l：l期l2011·12·16I修圊日期t2012·04·10作者简介。樊妮肄(1987-)，女，山西运城人，在读硬士研究生．研究方向t嵌入式控制系统．躲辫黜C皇万方数据·56·机械工程与自动化2012年第3期系统，采用SDO引脚将多个器件以菊花链的模式连接

5、起来[”。菊花链模式接口为：第一个器件的SDIN输入引脚连接到微控制器LM3S9896的SD0输出引脚。SDO输出引脚连接到下一个器件的SDIN输入引脚，以此类推，最后一个器件的SD0输出引脚连接到微控制器LM3SgB96的SSIRx输入引脚。在LATCH信号的上升沿，数据转换开始，在SCLK时钟信号的上升沿，数据开始逐个写入并锁存到输入移位寄存器。输入移位寄存器为24位寄存器，包括8位地址位和16位数据位，地址字节控制着不同寄存器的操作。在数据写入输入移位寄存器的过程中。写一位数据需要一个单位的SCLK时钟脉冲

6、，每个器件需要24个时钟脉冲，因此，如果菊花链中包含打个器件，则总的时钟脉冲为24×n。当输入移位寄存器的地址字节为02时，可以在SDO引脚读取数据，并由微控制器LM3S9896接收存储。AD5412芯片菊花链工作模式连接图如图2所示。输入移位寄存器地址字节功能表见表1。2．2菊花链的配置当输入移位寄存器的地址字节为0x55时，微控制器LM3S9896对控制寄存器进行读，写操作。通过配置控制寄存器来确定AD5412芯片的工作模式。AD5412芯片的控制寄存器结构见表2。图2AD5412芯片菊花链连接图表1输入移位

7、寄存器地址字节功能表地址字功能00000000不操作(NOP)00000001敷据寄存器00000010根据读取地址的回读寄存器0101010l控制寄存器01010110复位寄存器寰2AD5412的控制寄存器结构D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6I)5D4D3D2D1I)0c；：sOVRRREOUTNGXTENSR时钟SR阶跃SRENDCENR2R1R0由表2可得，在AD5412器件多片级联中，每一个器件都必须配置为菊花链模式。即控制寄存器的DCEN=1。3AD5412菊花链的硬件电路设计本文采

8、用两片AD5412芯片配置为菊花链工作模式，能够实现精度为12位的D／A信号输出。两片AD5412芯片与微控制器LM3S9896是通过LM3SgB96内置SPI模块[2]进行数据通信的。其中一片AD5412菊花链的硬件电路如图3所示。图3中微控制器LM3S9896的PA2引脚实现了SPI接口的同步时钟脉冲输出SSICLK，即AD5412芯片的SCLK信号；PA3引脚实现了