DAC8563的主要参数:
- 供电电压:2.7~5.5V
- 分辨率:16bit,双通道
- 通讯接口:3线SPI串行通讯,速率最高至50MHz,支持3.3V和5V单片机(有MOSI/CLK/CS,无MISO)
- 内部自带2.5V参考电压。使用内部参考电压时,DAC通道输出电压根据增益设置的不同可输出0~2.5V(增益为1)或0~5V(增益为2,默认)
高低电平电气规范:
DAC8563的芯片封装如下:
1、【VoutA】模拟输出电压通道A,对应DAC-A寄存器的设置值
2、【VoutB】模拟输出电压通道B,对应DAC-B寄存器的设置值
3、【GND】 芯片所有电路的参考地
4、【LDAC】 将寄存器设置值同步输出,在同步模式下该引脚接地,芯片接收到的数据将在第24个时钟周期的下降沿同步输出。(在此使用的是同步模式)
5、【CLR】 异步清除输入,在写输出寄存器时若产生下降沿,则写操作中止。下降沿触发后,DAC8563输出电压中间值
6、【SYNC】 片选,电平触发(低电平)而非边沿触发,为低时才会采样数据至DAC寄存器。DAC通道的输出电压在第24个时钟下降沿之后更新。若在第23个时钟边沿之前SYNC被拉高,则忽略本次写操作
7、【SCLK】 串行时钟输入,数据传输速率最大至50MHz,因此SPI的时钟最大只能设置为50MHz
8、【Din】 串行数据输入,在时钟的下降沿被采样(由在下降沿被采样的信息可知,需将STM32的SPI配置为 (1)CPOL=高,CPHA=第1个边沿 (2)CPOL=低,CPHA=第2个边沿)
9、【AVDD】 供电电源输入(2.7~5.5V)
10、【VREFIN/VREFOUT】双向参考电压引脚,当使用内部参考时,该引脚向外输出内部参考电压2.5V
时序图:
重视以上时序图中的参数:
【t4】每次24位的数据传输完成后,要将SYNC即片选拉高保持一段时间,至少需等待80nS才能进行下一次的转换(即拉低)
【t5】从SYNC即片选拉低到SCLK第一个下降沿的时间,至少为13nS,因此在片选后要稍作延时再进行数据的发送
DAC8563的电压输出框架如图所示:
根据DAC8563上电复位的描述,在上电时DAC寄存器都会被设置为半量程,即寄存器中值为32768,所有通道的输出电压为VREFIN/2。这里有一个疑问,假使使用的是内部参考,又因为在上电时内部参考被禁止,等效于VREFIN为0V,因此所有通道的输出电压在软件未启动时输出仍是0V。
DAC8563有内部电压参考,但上电默认关闭,当内部参考打开时会在VREFIN/VREFOUT引脚输出2.5V,并且可以灌电流或拉电流最大20mA。根据内部参考的拉电流能力,可以将DAC8563芯片输出的2.5V参考电压作为其它芯片的参考电压。
串行通讯重要数据:
24位数据,MSB(高位在前),下降沿采样,3线SPI无DOUT
程序中需要使用到的指令图中红框已框出,由上到下依次为:
1、写DAC通道A,更新DAC通道A
2、写DAC通道B,更新DAC通道B
3、写DAC通道A和B,更新DAC通道A和B
4、设置DAC通道A和B增益均为2
5、DAC通道A和B上电
6、使能内部参考,设置所有DAC通道增益为2
DAC8563输出正负电压参考电路:
对以上设计示例中的公式进行推导,涉及到运算放大器计算中的虚短、虚断。