摘 要：簡述串行D／A MAX521的工作原理，介紹它的工作時序及其與單片機的連接方法和部分程序。<!--摘要CH(結(jié)束)←--><!--→關(guān)鍵CH(開始)-->
關(guān)鍵詞：串行D／A；I2C總線；單片機<!--關(guān)鍵CH(結(jié)束)←--><!--→標(biāo)題EN(開始)-->
<!--關(guān)鍵EN(結(jié)束)←-->1 引言
MAX521是一種2線8路八位電壓輸出DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）。MAX521有5路參考電壓輸入，前面的四路DAC（DAC0～DAC3）每路有一個獨立的參考電壓輸入（REF0～REF3），允許獨立地設(shè)置每路的電壓范圍；剩下的四路DAC（DAC4～DAC7）共享一路參考電壓輸入REF4。它具有串行接口和內(nèi)置軟件協(xié)議，允許最高轉(zhuǎn)換頻率達400kbps。MAX521的接口具有雙緩沖輸入結(jié)構(gòu)，允許DAC的寄存器單獨或者同時更新；它具有低能耗模式，可以使工作電流減少到4μA。MAX521以單一的＋5V電源供電。
應(yīng)用范圍：最小模擬器件系統(tǒng)；數(shù)據(jù)偏移／采樣調(diào)節(jié)； 工業(yè)過程控制；自動檢測設(shè)備。
MAX521有20腳DIP，24腳SO和24腳SSOP三種封裝形式。20腳DIPMAX521的引腳如圖1。
2 MAX521的軟件通訊協(xié)議
I2C總線組成：僅由兩條線組成。一條是時鐘線（SCL），另一條是數(shù)據(jù)線（SDA）。SCL線為時鐘信號，由總線控制設(shè)備產(chǎn)生，為總線提供統(tǒng)一的時鐘信號。
SDA線為數(shù)據(jù)信號，在總線控制設(shè)備和總線上的其他設(shè)備間進行雙向傳送。
I2C總線協(xié)議規(guī)定：SCL為高電平時SDA信號有效，SDA線上的數(shù)據(jù)變化應(yīng)在SCL為低電平時進行。此規(guī)定唯一的例外是開始信號和停止信號。
I2C輸入／輸出一個字節(jié)的格式是高位在前、低位在后。每一次I2C總線訪問是由一系列的基本操作組成的，下面對這些基本操作進行詳細(xì)解釋。
2．1 開始信號
每次I2C總線訪問前要在總線上發(fā)送開始信號。當(dāng)SCL線為高電平時，SDA線由高變低，便形成開始信號。
2．2 結(jié)束信號
每次I2C總線訪問后要在總線上發(fā)送結(jié)束信號。當(dāng)SCL線為高電平時，SDA線由低變高，便形成結(jié)束信號。
開始信號和停止信號的時序圖如下：
無論讀寫操作均需一個器件尋址字節(jié)。MAX521的尋址字節(jié)的前五位為01010（選中該設(shè)備的標(biāo)志代碼）。后兩位為設(shè)備地址，由MAX521的AD0、AD1引腳的狀態(tài)決定。最后一位X是向設(shè)備寫入或讀出數(shù)據(jù)，若向MAX521寫入數(shù)據(jù)時X為0。
下面是MAX521完整的工作時序圖：
2．4 數(shù)據(jù)地址字節(jié)或命令字節(jié)
設(shè)備尋址字節(jié)后為命令字。命令字的前三位為0，后面兩位為RST和PD，再后面三位A2A1A0是8個DAC輸出寄存器的通道地址。數(shù)據(jù)地址字節(jié)或命令字節(jié)的工作時序見圖4：
2．5 應(yīng)答信號
在每傳送完一個地址字節(jié)或一個數(shù)據(jù)字節(jié)之后的第九個時鐘脈沖期間，接收方在SDA線上產(chǎn)生一個低電平的應(yīng)答信號ACK，以通知發(fā)送方數(shù)據(jù)已接收到，可以繼續(xù)發(fā)送。所有數(shù)據(jù)傳送完畢后，單片機向SDA線發(fā)送一個停止信號，結(jié)束該次數(shù)據(jù)傳送。
注意：
1）總線空閑時，SCL和SDA線應(yīng)保持在高電平。
2）一次新的啟動前，總線空閑時間tBUF＞4．7μs。
3）時鐘為高電平、低電平的時間和開始信號建立時間、結(jié)束信號建立時均需大于4．7μs。
4）兩次寫發(fā)送時間間隔tWR＞10ms。
5）SCL線的操作速率可以達到400kHz。
3 MAX521與MCU的接口和程序
如圖1所示，MAX521與單片機的P1．6、P1．7相連，并把它作為I2C總線來操作。所有參考電壓均接 ＋5V，使輸出的模擬電壓值在0～＋5V之間。設(shè)備地址設(shè)為01B。OUTPUT后接執(zhí)行設(shè)備。
4 結(jié)束語
本系統(tǒng)已成功應(yīng)用在具有多個DAC轉(zhuǎn)換的電路中，比通常并行DAC器件節(jié)省，并為智能化設(shè)備研發(fā)提供了很好的方案。
<!--→參考文獻CH(開始)-->
［1］MAXIM．NEW RELEASESDATABOOK［Z］．1996．
［2］李朝青．單片機原理及接口技術(shù)．北京航空航天大學(xué)出版社，1994
