低功耗单片12位数模转换器DAC7512的性能特点和应用分析
dac7512是ti公司生产的具有内置缓冲放大器的低功耗单片12位数模转换器｡其片内高精度的输出放大器可获得满幅（供电电源电压与地电压间）任意输出｡dac7512带有一个时钟达30mhz的通用三线串行接口，因而可接入高速dsp｡其接口与spi､qspi､microwire及dsp接口兼容，因而可与intel系列单片机､motorola系列单片机直接连接而无需任何其它接口电路｡
由于dac7512串行数模转换器可选择供电电源来作为参考电压，因而具有很宽的动态输出范围，此外，dac7512数模转换器还具有三种关断工作模式｡正常工作状态下，dac7512在5v电压下的功耗仅为0.7mw，而省电状态下的功耗为1μw｡因此，低功耗的dac7512无疑是便携式电池供电设备的理想器件｡
1 主要特性
dac7512的主要特点如下：
●微功耗，5v时的工作电流消耗为135μa（dac7512）;
●在掉电模式时，如果采用5v电源供电，其电流消耗为135na，而采用3v供电时，其电流消耗仅为50na;
●供电电压范围为+2.7v~+5.5v;
●上电输出复位后输出为0v;
●具有三种关断工作模式可供选择，5v电压下的功耗仅为0.7mw;
●带有低功耗施密特输入串行接口 ;
●内置满幅输出的缓冲放大器;
●具有sync中断保护机制｡
2 引脚功能
采用sot23-5封装的dac7512的引脚排列如图1所示｡其引脚定义如下：
vout：芯片模拟输出电压;
gnd：器件内所有电路的地参考点;
vdd：供电电源，直流+2.7v~+5.5v;
din：串行数据输入;
sclk：串行时钟输入;
sync：输入控制信号（低电平有效）｡
3 内部结构
dac7512的组成框图如图2所示｡图中的输入控制逻辑用于控制dac寄存器的写操作，掉电控制逻辑与电阻网络一起用来设置器件的工作模式，即选择正常输出还是把输出端与缓冲放大器断开，而接入固定电阻｡芯片内的缓冲放大器具有满幅输出特性，可驱动2kω及1000pf的并联负载｡
4 接口工作模式
dac7512采用三线制（sync，sclk及din）串行接口，
其串行写操作时序如图3所示｡写操作开始前，sync要置低，din的数据在串行时钟sclk的下降沿依次移入16位寄存器｡在串行时钟的第16个下降沿到来时，将最后一位移入寄存器，可实现对工作模式的设置及dac内容的刷新，从而完成一个写周期的操作｡此时，sync可保持低电平或置高，但在下一个写周期开始前，sync必须转为高电平并至少保持33ns？以便sync有时间产生下降沿来启动下一个写周期｡若 sync在一个写周期内转为高电平，则本次写操作失败，寄存器强行复位｡由于施密特缓冲器在sync高电平时的电流消耗大于低电平时的电流消耗，因此，在两次写操作之间，应把sync置低以降低功耗｡
dac7512的片内移位寄存器宽度为16位，其中db15､db14是空闲位，db13､db12是工作模式选择位､db11~db0是数据位｡器件内部带有上电复位电路｡上电后，寄存器置0，所以dac7512处于正常工作模式，模拟输出电压为0v｡
dac7512的四种工作模式可由寄存器内的db13､db12来控制｡其控制关系如表1所列｡
表1 dac7512的工作模式选择
db13
db12
工 作 模 式
0
0
工 作 模 式
0
1
掉电模式
输出端1kω到地
1
0
输出端100kω到地
1
1
高阻
掉电模式下，不仅器件功耗要减小，而且缓冲放大器的输出级通过内部电阻网络接到1kω､100kω或开路｡而处于掉电模式时，所有的线性电路都断开，但寄存器内的数据不受影响｡
5 与微处理器的接口
dac7512与8051微控制器的接口如图4所示｡图中，8051的txd驱动dac7512的sclk，而rxd则驱动dac7512的串行数据线｡设计时可用8051的一个i/o位（如p3.3）作为sync信号｡在数据传输期间，p3.3要保持低电平｡由于8051的txd脚输出时是低位在前，而dac7512片内寄存器接收时是高位在前，故在传送数据前，应当用软件把数据调整好｡
由于8051一次只能传输8位数据｡因此，在一个写周期内，应当用8个时钟在其下降沿把数据写入dac7512｡写数据时，msb在前｡由于dac7512内有16位寄存器，故在写完第一个字节后，p3.3仍然要保持低电平，以便传输第二个字节｡
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由于dac7512串行数模转换器可选择供电电源来作为参考电压，因而具有很宽的动态输出范围，此外，dac7512数模转换器还具有三种关断工作模式｡正常工作状态下，dac7512在5v电压下的功耗仅为0.7mw，而省电状态下的功耗为1μw｡因此，低功耗的dac7512无疑是便携式电池供电设备的理想器件｡
1 主要特性
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●微功耗，5v时的工作电流消耗为135μa（dac7512）;
●在掉电模式时，如果采用5v电源供电，其电流消耗为135na，而采用3v供电时，其电流消耗仅为50na;
●供电电压范围为+2.7v~+5.5v;
●上电输出复位后输出为0v;
●具有三种关断工作模式可供选择，5v电压下的功耗仅为0.7mw;
●带有低功耗施密特输入串行接口 ;
●内置满幅输出的缓冲放大器;
●具有sync中断保护机制｡
2 引脚功能
采用sot23-5封装的dac7512的引脚排列如图1所示｡其引脚定义如下：
vout：芯片模拟输出电压;
gnd：器件内所有电路的地参考点;
vdd：供电电源，直流+2.7v~+5.5v;
din：串行数据输入;
sclk：串行时钟输入;
sync：输入控制信号（低电平有效）｡
3 内部结构
dac7512的组成框图如图2所示｡图中的输入控制逻辑用于控制dac寄存器的写操作，掉电控制逻辑与电阻网络一起用来设置器件的工作模式，即选择正常输出还是把输出端与缓冲放大器断开，而接入固定电阻｡芯片内的缓冲放大器具有满幅输出特性，可驱动2kω及1000pf的并联负载｡
4 接口工作模式
dac7512采用三线制（sync，sclk及din）串行接口，
其串行写操作时序如图3所示｡写操作开始前，sync要置低，din的数据在串行时钟sclk的下降沿依次移入16位寄存器｡在串行时钟的第16个下降沿到来时，将最后一位移入寄存器，可实现对工作模式的设置及dac内容的刷新，从而完成一个写周期的操作｡此时，sync可保持低电平或置高，但在下一个写周期开始前，sync必须转为高电平并至少保持33ns？以便sync有时间产生下降沿来启动下一个写周期｡若 sync在一个写周期内转为高电平，则本次写操作失败，寄存器强行复位｡由于施密特缓冲器在sync高电平时的电流消耗大于低电平时的电流消耗，因此，在两次写操作之间，应把sync置低以降低功耗｡
dac7512的片内移位寄存器宽度为16位，其中db15､db14是空闲位，db13､db12是工作模式选择位､db11~db0是数据位｡器件内部带有上电复位电路｡上电后，寄存器置0，所以dac7512处于正常工作模式，模拟输出电压为0v｡
dac7512的四种工作模式可由寄存器内的db13､db12来控制｡其控制关系如表1所列｡
表1 dac7512的工作模式选择
db13
db12
工 作 模 式
0
0
工 作 模 式
0
1
掉电模式
输出端1kω到地
1
0
输出端100kω到地
1
1
高阻
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5 与微处理器的接口
dac7512与8051微控制器的接口如图4所示｡图中，8051的txd驱动dac7512的sclk，而rxd则驱动dac7512的串行数据线｡设计时可用8051的一个i/o位（如p3.3）作为sync信号｡在数据传输期间，p3.3要保持低电平｡由于8051的txd脚输出时是低位在前，而dac7512片内寄存器接收时是高位在前，故在传送数据前，应当用软件把数据调整好｡
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