基于arm的ad和da转换模块的设计

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1、基于ARM的A/D和D/A转换模块的设计基金项目：广州市科技计划项目（编号：2005Z1—D0051）。摘要：近年来，传感器网络技术的兴起，为模数和数模转换的应用注入新的血液。在此大趋势下，本文介绍了在ARM系统下，通过对TI公司的TLC2543和DAC5573的控制，来实现A/D和D/A转换模块的设计。该系统具有良好可扩展性，强大的可操作性，广泛应用在传感器技术的各个方面。关键词：A/D;D/A;TLC2543;DAC5573DesignofA/DandD/AchangesystembasedonARMAbstract：Theapplicationo

2、fA/DandD/Achangehavebeenenteringintoanewstepbasedondevelopmentofthesensornetworktechnologyinrecentyears.ThepaperintroducedthedesignofA/DandD/AchangethroughcontrollingTLC2543andDAC5573thatweremadefromTICompanybasedontheS3C4510system.Thesystemhadagreatexpansionandastrongoperation,

3、anditapplyinallaspectsofthetechnologyofthesensor.Keyword:A/D;D/A;TLC2543;DAC55730、引言传感测试技术正朝着多功能化、微型化、智能化、网络化、无线化的方向发展[1]。无线传感器网络（WirelessSensorNetwork）作为其中新兴技术，是目前国内外研究的热点。随着电子产业数字化程度的不断成熟，目前的控制电路以ARM系统为主体，同时在ARM系统下包含了很多数字电路和模拟电路的混合电路[2]。所以作为模拟和数字电路的接口的A/D转换器和D/A转换器，越来越受关注。人们对A

4、/D转换器和D/A转换器的要求也越来越高，新型的模拟/数字转换技术不断涌现[3]。A/D转换器具有三个基本功能:采样、量化和编码。如何实现这三个功能，决定A/D转换器的电路结构和工作性能。A/D转换器的类型很多，包括全并行模拟/数字转换,两步型模拟/数字转换,插值折叠型模拟/数字转换,流水线型模拟/数字转换,逐次逼近型模拟/数字转换。本文要介绍的TLC2543采用逐次逼近型模拟/数字转换，SPI的电路接口，结构简单，面积和功耗小，而且不存在延迟问题。非常适合工业控制和数据采集系统[4]。D/A转换器由电阻阵列和n个电流开关(或电压开关)构成，并按数字输

5、入值切换开关,产生比例于输入的电流(或电压)。一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。本文要介绍的DAC5573采用的是电压输出型。它采用内置输出放大器以低阻抗输出，直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载,由于无输出放大器部分的延迟,作为高速DA转换器使用。该ＤＡＣ具有高速IIC接口，而且功耗很低，能广泛应用于伺服系统控制、过程自动化控制及音频处理中[5]。因此，TI公司的TLC2543和DAC5573无论从采样精度到转换时间上都是很先进，完全能够满足设计者的要求。1、AD/DA转换模块的设计特点1、1扩展性扩展性包括两部分：1、IIC的扩展，

6、IIC的扩展是通过把IIC接口标准的芯片放在同一个IIC接口上来实现的。它们是靠地址来识别，DAC5573有4个地址位，所以IIC总线上可以外接16个DAC5573，每个DAC5573有4路输出，总共能扩展成64路模拟量输出。完全可以满足设计系统的要求，如图1.1所示。除了能够接入DAC5573，还可以连接其他IIC接口的芯片来实现其他功能，例如可以增加PCA9555来扩展IO，增加铁电存储器FM31256等。2、SPI扩展，SPI的扩展基于相同的数据输出DOUT，数据输入DIN，时钟SCLK总线的基础上，通过采用不同的片选SS引脚来扩展，如图1.2所

7、示。若要控制总线上的某一个芯片，只需把该芯片的SS引脚的电平拉低，就可以对此芯片进行操作。所以理论上只要有足够的IO口，可以连接无数个TLC2543。而IO口的扩展可以通过PCA9555来实现。该设计完全能满足系统对A/D转换通道的要求。图1IIC总线的扩展图2SPI总线的扩展1、2可操作性强可操作性强主要体现在它们都能够与5V和3.3V供电的处理器一起使用。对于TLC2543，虽然TLC2543采用5V的电源，但是由于它本身IO口的高电平识别范围广，2.7V到6V的电压值都能准确地识别成高电平。所以当它接入现在常用的ARM系统时，不仅能够正常使用。而

8、且把电压的输入范围从0-3.3V增加到0-5V。提高了它的应用范围。为了让DAC5573适应大