摘要：美國ADI公司生產的數模轉換器AD5551/AD5552是一種串行輸入電壓輸出的DAC，具有14位分辨率，并具有施密觸發輸入和快速穩定時間等特點。可用于自動控制、數據獲取和工業過程控制系統中。

關鍵詞：DAC 3線串行接口 施密特觸發 AD5551/AD5552

1 概述

AD5551/AD5552是單極電源、14位分辨率、串行輸入、電壓輸出的數模轉換器，它們采用了多功能3線接口技術，能與SPI、QSPI、MICROWIRE和DSP接口兼容。該DAC的無緩沖輸出減少了輸出緩沖所引起的功耗和偏離誤差。AD5552有一個外部運算放大器，能夠在雙極模式下工作，具有±VREF的輸出電壓擺范圍。其主要特點如下：

●單電源運算，可在5V±10%單極電壓下工作；

●功耗低，5V情況下通常為1.5mW；

●采用3線串行接口；

●具有驅動60Ω負載的無緩沖輸出能力，能減少輸出緩沖而引起的功耗；

●內含加電復位電路系統。

圖1和圖2分別是AD5551/AD5552的引腳圖，表1是AD5551/AD5552的引腳功能說明。

表1 AD5551/AD5552的引腳功能

2 與微處理器的接口電路

AD5551/AD5552與微處理器的接口通常采用與DSP處理和微控制器協議標準相兼容的串行總線相連。其會話通道需要一個由時鐘信號、數據信號和同步信號組成的3線接口。AD5551/AD5552需要在SCLK的上升沿引入有效的14位數據字。當所有數據時鐘引入時，DAC能自動更新數據，否則它將在LDAC的控制下更新（只對AD5552而言）。

2.1 與ADSP2101/ADSP2103的接口

圖3是AD5551/AD5552與ADSP2101/ADSP2103之間的串行接口示意圖。利用該電路可通過串行端口控制寄存器對ADSP2101/ADSP2103進行編程。ADSP2101/ADSP2103被配置成內部時鐘、低電平幀信號和16位字長。由于AD5551/AD5552只保留最后14位，所以前兩位不用考慮。在串行端口開始工作后，可通過給Tx寄存器寫入一個字開始發送數據庫。由于邊沿觸發的相位相反，所以在DSP和DAC的SCLK端口之間需要一個反相器。

2.2 與80C51/80L51的接口

圖4是AD5551/AD5552和80C51/80L51之間的串行數據接口電路。圖中，微控制器的TxD引腳用于驅動AD5551/AD5552的SCLK引腳，同時RxD驅動DAC的串行數據線。P3.3既可用來驅動CS引腳，又可在串行端口上編程。

80C51/80L51開始時提供的是最低有效位，但AD5551/AD5552希望開始時得到14位字的最高有效位。傳送數據時應考慮這一點。通常這可用軟件來實現。在輸入DAC之前，應將每一位移出數據按正確順序排列好。由于DAC只保留最后14位字，所以80C51的前兩位在重新調整后不用考慮。

當數據開始傳送到DAC時，PC3.3為低電平。RxD上的數據TxD下降沿有效。由于DAC時鐘數據在串行時鐘的上升沿時進入輸入移位寄存器，所以TxD的時鐘必須翻轉。由于在傳送周期僅出現8個時鐘不降沿，所以80C51/80L51應按8位字節來傳輸數據。因為DAC需要14位字且P3.3（或其他可編程引腳）可作為DAC的CS引腳輸入信號，因此，P3.3在2×8位字的16位寫周期的開始為低電平，并保持低電平到2×8位寫周期完成，在這之后P3.3變為高電平并完成DAC的新數據讀入。同樣，在數據重新調整之后，前兩位不用考慮。通過使用另外一個可編程引腳P3.4，可使AD5552的引腳由80C51/80L51的串行端口輸出來控制。

3 AD5551/AD5552的應用電路

3.1 光耦合接口電路

AD5551/AD5552的數字輸入為施密特觸發，適用于緩慢傳送的數據輸入。因此，它們能夠適用需要DAC通過光耦合器與控制器隔離的工業應用中。圖5是一個應用接口電路示意圖。

3.2 譯碼多個AD5551/AD5552

AD5551/AD5552的CS引腳可用來選擇任何一種CS。所有裝置均可接收同樣的串行時鐘和數據，但只有其中一個裝置在某個時刻接收CS信號。DAC的地址由譯碼器決定，可在數字輸入線上產生一些數字反饋。采用脈沖時鐘可以降低模擬通道數字反饋的影響。圖6是這種應用的典型電路。