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1、基于M68HC08系列单片机的高位D/A扩展接口技术The Interface Extending TechnologyAbout High-bit D/A Converters With M68HC08 MCU王 宜 怀（苏州大学计算机工程系，江苏省苏州市，215006）WANG Yi-Huai (Dept. of Computer Engineering, Soochow University,Suzhou,215006)【摘 要】本文从实际应用的角度，介绍了12位D/A转换器TLV5619的基本特点、结构，以摩托罗拉M68HC08系列单片机中MC68HC908GP32单片机为例探讨了TL
2、V5619与单片机的一种接口方法，给出了软件编程实例。【关键词】D/A转换，TLV5619芯片，M68HC08系列单片机，接口技术【ABSTRACT】The TLV5619 are 12-bit digital-to-analog converters. In this paper its basic characteristic and structure is described. The interface method and programming example about the TLV5619 and Motorola MCU MC68HC908GP32 is discusse
3、d. 【KEYWORDS】D/A converter,TLV5619 chip，M68HC08 MCU，Interface technology.1 引言摩托罗拉公司继M68HC05系列单片机之后，推出了M68HC08系列单片机，它具有功能强、价格低、功耗低、指令系统丰富等特点，是新一代的8位单片微机。特别是带有闪速FLASH存储器，使得它具有更高的性能价格比，使用也更加方便。08系列的各种型号将会陆续推向市场。目前，摩托罗拉公司正在我国组织推广08系列单片机，相信会对我国的单片机应用产生积极的影响。TLV5619是美国德州仪器公司较新推出的一种性能价格比较优的12位D/A转换芯片，具有多种封
4、装形式，适用温度范围较宽，其中TLV5619QDW的温度范围在-40125。该芯片功耗低，在5V供电时，功耗为8mW，在3V供电时，功耗为4.3mW，被设成低功耗模式时，功耗仅为50nW。转换建立的时间短，典型时间为1S。该芯片将会得到较好的应用。鉴于08系列单片机将在我国推广使用，以及TLV5619的上述特点，探讨摩托罗拉08系列单片机与TLV5619的接口方法及编程原理具有实际意义。2 TLV5619的管脚及内部结构TLV5619是12位电压输出型D/A转换器，它与微处理器采用并行接口，共有20根引脚，采用双列直插式排列，其引脚图见图1，内部结构简图见图2。引脚的主要功能简要说明如下:(1
5、) 电源类引脚图1 TLV5619的管脚图D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D1D0CSWELDACPDGNDOUTREFINVDD1 202 193 184 175 166 157 148 139 1210 11VDD，11脚，正电源端，可采用5V或3V供电。GND，14脚:地。REFIN，12脚，参考电压输入端，接基准电压，在电源为5V供电时，V ref=2.048V，在电源为3V供电时，V ref=1.024V。(2) 控制类引脚，18脚:片选；，17脚:写允许；，16脚，该脚有效时，12位输入寄存器中数据装入12位DAC锁存，并通过电阻串DAC输出。，15脚，低功耗模式控制引
6、脚，在引脚有效时，所有缓冲放大器减少输出电流，可使芯片功耗降至50nW。(3) 输入数据引脚D11D0，101脚、2019脚，输入的12位转换数据，通过、控制。写入12位寄存器，D11D0进入12位输入寄存器，从而可控制地进行12位DAC输出，这种结构有效地提高了稳定性。1212x2OUT电阻串DAC12位DAC锁存REFIN12位输入寄存器D11D0选择与控制逻辑图2 TLV5619内部结构简图(4) 输出引脚12OUT，13脚，模拟电压输出，在供电电源为5V时，基准参考电压Vref=2.048V，设负载RL =2K，满输入时的输出为VO=4.096V。图3给出了TLV5619的时序图。D(
7、0-11) 此时数据进入TLV5619此时数据更新图3 TLV5619时序图Data下面对TLV5619的D/A转换过程作一说明，当片选有效后，开始时写控制线为高电平，处于无效状态，使12位数据出现在D11D0上，之后将控制线变为低电平有效，稳定后再使变为高电平，在的上升延，数据线上的12位数据D11D0被TLV5619锁存。若有效，输出模拟量被同时更新。由于12位输入数据被双缓冲，可以通过引脚实现输出数据更新同步。一般情况下，可将接地，此时在每次的上升延，数据进入器件被锁存并输出新的模拟量。3 摩托罗拉M68HC08系列的MC68HC908GP32单片机的引脚VDDA(PLL)VSSA(PL
8、L)CGMXFC(PLL)OSC2OSC1PTC0PTC1PTC2PTC3PTC4PTE0/TxDPTE1/RxDPTD0/PTD1/MISOPTD2/MOSIPTD3/SPSCKVSSVDD图4 MC68HC908GP32的管脚图1 402 393 384 375 366 357 348 339 3210 3111 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319 2220 21PTA7/KBD7PTA6/KBD6PTA5/KBD5PTA4/KBD4PTA3/KBD3PTA2/KBD2PTA1/KBD1PTA0/KBD0VSSAD/VREFL(ADC)VDDAD
9、/VREFH(ADC)PTB7/AD7PTB6/AD6PTB5/AD5PTB4/AD4PTB3/AD3PTB2/AD2PTB1/AD1PTB0/AD0PTD5/T1CH1PTD4/T1CH0鉴于目前摩托罗拉M68HC08系列单片机在我国刚开始推广，有关文献极少，本节简要给出该系列中的MC68HC908GP32单片机的引脚功能。GP32单片机是08系列中通用型单片机之一，有40引脚、42引脚、44引脚等，图4给出了40引脚的MC68HC908GP32单片机的引脚图，引脚功能简介如下:(1) 电源类引脚VDD、VSS:电源供给端；VDDAD /VREFH、VSSAD /VREFL:内部A/D转换器
10、的电源供给及参考电压输入端；VDDA、VSSA:时钟发生器模块(CGM)的电源供给端。(2) 控制类引脚:外部低有效复位输入或输出脚，有内部上拉电阻；:外部中断输入脚，有内部上拉电阻； (3) I/O类引脚 PTA7/KBD7PTA0/KBD0:8位通用双向I/O口，每个可编程为键盘输入脚。PTB7/AD7PTB0/AD0:8位通用双向I/O口，也可作为8路8位A/D转换输入脚。PTC4PTC0:5位通用双向I/O口。PTD5/T1CH1PTD0/:6位特殊功能、双向I/O口，其中T1CH1、T1CH0用于定时器模块(TIM1)。SPSCK、MOSI、MISO、用于串行外围接口(SPI)。PT
11、E1/TxD、PTE0/RxD:2位双向I/O口或串行通讯。(4) 其它CGMXFC:CGM的外部滤波电容连接脚；OSC1、OSC2:片内振荡器引脚。4 TLV5619与MC68HC908GP32单片机的接口及编程图5 TLV5619与M68HC08单片机的接口TLV5619D11D0 MC68HC908GP32PTC30、PTA70PCT4OUT图5给出了TLV5619与MC68HC908GP32接口一种接口方法，GP32的PC口的PTC3PTC0分别接TLV5619的数据线高四位，GP32的PA口PTA7PTA0分别接TLV5619的数据线低八位，GP32的PTC4接TLV5619的写控制
12、线。把TLV5619的接地，使得数据进入输入寄存器后随即经DAC锁存并输出，不需控制。图中TLV5619采用5V供电，基准参考电压为2.048V，这样最高D/A转换输出电压为4.096V。编程时，先使要转换的12位数据从单片机的C口、A口输出，然后通过控制PTC4使TLV5619的变低，再变高，在上升延，12位数据被器件锁存，由于接地，因而输出被同时更新，完成一次D/A转换。下面给出程序示例。首先定义口地址符号，D/A转换使用A口、C口:*-口地址定义-PORTA equ $0000 ;PortA数据寄存器PORTC equ $0002 ;PortC 数据寄存器 DDRA equ $0004
13、; PortA数据方向寄存器DDRC equ $0006 ; PortC 数据方向寄存器在数据区定义两个变量DA_high0、DA_Low分别存放要转换的数字量的高四位、低8位: *-RAM 数据区定义- org $0090DA_high rmb 1 ;1 bytes DA_Low rmb 1 ;1 bytes初始化程序段中应包含对A口、C口数据方向的定义，这里定义它们为输出口:*-初始化- org $8000RESET_INIT: NOP LDA #$FF STA DDRA ;定义PORTA为输出 STA DDRC ;定义PORTC为输出以下程序段完成一次将DA_high、DA_low中的1
14、2位数据送D/A转换的过程:*- 对DA_high、DA_low中的数进行D/A转换- LDA DA_high ;取出将送往D11D8的数(格式为$0x，即高四位为零) ADD #$10 ;将第4位变为1，PTC4=1即确保=1 STA PORTC ;从C口送出 LDA DA_LOW ;取出将送往D7D0的数 STA PORTA ;从A口送出 NOP ;以下产生一个由低到高的一个过程使数据被写入 BCLR 4,PORTC ;使PTC4=0即产生=0 NOP BSET 4,PORTC ;使PTC4=1即产生=1*-以上完成一次D/A转换的过程-5 结束语摩托罗拉M68HC08系列单片机是新一代单
15、片微型计算机，在制造工艺技术上采用了0.35工艺，采用模块化结构，可任意增减外围功能模块，形成具有新的功能型号，适用于各种不同的领域、场合。许多新技术的采用，使得该系列单片机具有强大的推广应用前景。本文讨论的12位D/A转换器TLV5619与摩托罗拉M68HC08系列单片机的一种接口方法及软件编程，在我们研制的工业制氮系统中使用，也希望能作为M68HC08系列单片机应用的一个实例，起到抛砖引玉的作用，有更多的单片机应用领域的科技人员进行M68HC08系列单片机的应用研发工作。逐步从国内基本单一的MCS-51系列及其兼容单片机的大背景向单片机应用多样化发展，有利于我国单片机应用事业的发展。致谢:感谢摩托罗拉半导体亚太区研发中心提供芯片和技术资料。参 考 文 献1 MOTOROLA，Technical Data MC68HC908GP32，19992 TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED，TLV561912-BIT PARALLEL DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTER，2000 作者简介 王宜怀， 男，1962年2月出生，副教授，硕士生导师。1989年在厦门大学获理学硕士学位。主要从事单片机应用、数据库、工业控制等方面的研究与开发。发表论文二十余篇。
