W78E58与MAX1247/MAX525接口及软件设计

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    摘要：介绍应用MAX1247、MAX525与单片机构成的4入、4出A/D和D/A测控系统，并给出详细的编程软件、使用者可以将该软件直接嵌入自己的应用系统中。
    关键词：A/D、D/A接口 单片机 接口软件
MAX1247是4通道模拟输入12位串行输出A/D转换器，MAX525是4通道模拟输出12位串行输入D/A转换器。这两种芯片特性有很多相似之处，可以和单睡机构成一个完整的4通道测控系统。由于是串入、串出，解决了单片机口线资源不足的缺点，适当的选择外围电路，能取代工控机组成的测控系统。
一、两种芯片的主要特性
（1）单电源供电，MAX1247电源从+2.7～+5.25V，MAX525为+5V。
（2）MAX1247为4通道单端或2通道差分模拟信号输入。MAX525为单通道二进制数据输入、4通道模拟信号输出。
（3）接口标准与SPI、QSPI或Microwire兼容，因此，两种芯片仅需7条口线（MAX1247为4条，MAX525为3条）即可完成4路模拟量输入、4路模拟量输出的数据采集和控制。
（4）均可由软件设定为低功耗模式。
（5）两种芯片的典型参考电压均为2.5V。


二、工作原理
1.引脚排列及功能
MAX525为D/A转换器，20引脚，SSOP封装如图1所示。
各引脚功能如下。
（1）AGND、DGND：模拟地和数字地。
（2）OUTA～OUtd：DAC的A～D通道模拟电压输出端。
（3）FBA～FBD：DAC的A～D通道模拟放大器负反馈端。
（4）REFAB、REFCD：AB和CD通道参考电压输入端，取值范围从0V到VDD-1.4V，典型值为2.5V。模拟输出电压为Vref×（NB/4096）×G（NB）为输入待转化的二进制数据，G为增益），因此，AB、CD端的参考电压不同，满度输出的电压范围也不同。
（5）SCLK：串行时钟输入端。
（6）DIN：串行二进制数据输入端。
（7）DOUT：串行二进制数据输出端。该数据为MAX525移位寄存器的数据，CPU可以读此数据，校正DAC转换结果。
（8）UPO：应用编程逻辑输出。
（9）PDL：电源关闭端。如果接低电平，写入控制命令字（1100XXXXXXXXXX）以后，参考电压输入和输出放大器全部为高阻状态，正常使用为高电平。
（10）CS：片选输入端（低电平有效）。CL：复位端，低电平时，清除所有DAC寄存器和输入寄存器，复位所有的输出放大器为低电平输出。
MAX1247为A/D转换器，16引脚，QSOP封装，如图2所示。
各引脚功能如下：
（1）VDD：正电源电压端。
（2）CH0～CH3：采样模拟输入端。
（3）COM：模拟地。
（4）SHDN：三级关闭输入端。当其接地时，芯片处于低拉耗模式；当其接高电平时，内部缓冲放大器处于内部补偿模式；当其浮置时，内部缓冲放大器处于外部补偿模式。
（5）VREF：参考电压输入端。
（6）SCLK：串行时钟输入端。
（7）CS：芯片选择，低有效。
（8）DOUT：串行数据输出端。
（9）AGND：模拟地。
（10）DGND：数字地。
（11）REFADJ：参考缓冲放大器输入端。若接VDD，则内部缓冲放大器无效。
（12）DIN：串行二进制数输入端。
（13）SStrB：转换结束信号。在内部时钟模式下，开始转换时，SStrB变为低电平，转换结束后变高。在外部时钟模式下，当CS为高电平时，SStrB为高阻；当CS为低电平时，在控制字节最后一位之后以及在转换成二进制数的最高有效之前，SStrB为高电平。工作命令字及原理可参考《电测与仪表》杂志2000年第2期。
2.控制格式
每一路DAC是由1个输入寄存器和1个DAC寄存器组成双缓冲输入，串行数据控制格式是由16位组成，如表1所列。

表1 命令字格式
[table]


  MSB                                                                                   LSB[/td][/tr]

16位串行数据[/td][/tr]

地址位[/td]
控制位[/td]
数据位[/td][/tr]

A1              A0[/td]
C1              C0[/td]
A11              D0[/td][/tr]