DAC1230和單片機Atmega128接口技術研究

宋嚴

（長春師范大學，吉林長春，130000）

DAC1230和單片機Atmega128接口技術研究

宋嚴

（長春師范大學，吉林長春，130000）

隨著全球單片機技術的飛速發展，關于單片機及DAC芯片的應用也變得更加廣泛，本文通過對DAC1230芯片與Atmega128單片機接口連接技術展開研究，目的是為了能夠進一步加深對單片機及DAC芯片的結構認識，提高信號傳輸的可靠性，從而滿足單片機市場中“高性能、低能耗”數字集成電路發展要求。

DAC1230；單片機Atmega128；接口技術

0 引言

單片機Atmega128具有RICS結構特點，通過 JITAG接口的應用，可以拓展芯片調試功能，完善邊界掃描特性，同時還具備特殊的微控制特性，完成對信號的復位，電源中斷等操作，實現I/O接口封裝，將DAC1230芯片和單片機Atmega128連接起來，可以更好地完善單片機的使用性能。

表1 DAC1230芯片真值表

1 DAC1230和單片機Atmega128簡介

1.1 DAC1230

從DAC1230的工作原理來看，它一共有五根控制線，分別是CS、ByTE1/ByTE2還有WR1、WR2，一起來負責完成對大規模電路器件的地址尋找，輸入以及轉換和鎖定等，其中CS控制線主要控制的是選片信號，電平值較低，可以在WR1控制線上寫信號1，則低電平數值有效，當WR1為0時，意味著需要讓數據進入到鎖存器，當WR1為1的時候，需要將數據鎖定在鎖存器中，與此同時，ByTE1/ByTE2負責數據信號的順序控制，當兩者的比值為1時，可以把數據輸入到8位的鎖存器中，此時相應的4位輸入鎖存器中的數值也會出現轉變[1]。如果二者的比值為0，說明ByTE1為0，就只能把數據輸入到4位的輸入器當中，而WR2控制線可以寫信號，另外XFER可以被看作是控制轉換信號，如果XFER的數值為0的話，就只能將數據輸入到12位的DAC寄存器當中，并且D/ A 接口會出現轉換，在將 DAC1230芯片同8位Atmega 128微控制器進行配接時，需要把WR1、WR2連接起來，獲得DAC1230芯片的真值表，一般情況下，會將微控制器中的地址連接線用最低位的A0來表示，同DAC1230芯片中ByTE1/ByTE2接口展開連接，芯片的其他部分，會分為編碼以后的CS、XFer信號[2]。

1.2 單片機Atmega128

要想了解單片機Atmega128，我們需要先對AVR單片機進行了解，AVR單片機已經廢除了機械周期，并且使用了RISC精簡指令集，以字為單位長度，取指的周期較短，可以預取指令，完成流水作業，從而高速執行指令，具有較高的可靠性，無論是在硬件速度和性能上面，都能夠做到平衡優化，可以說是一種性價比比較高的單片機，這種AVR式單片機的優點是I/O端口資源比較靈活，具有幾種獨立的時鐘分頻器，能夠實現高波特率的可靠通信，進而提升了嵌入式系統的可靠性，抗干擾性強，可以在休眠模式和寬壓模式下運行，集成多電路功能，在技術方向上正朝著SOC方向發展和過渡[3]。

Atmega128單片機是一種基于AVR單片機低功率消耗模式下的CMOS 8位微控制器，頻率可以達到1MIPS/MHz，這種單片機一共有六種省電模式，分別是IDLE空閑省電模式，即CPU需要停止工作，而其他的運行子系統可以正常運行，有噪聲抑制ADC模式，即CPU同整個I/O接口模塊都停止運行，此時的ADC模數轉換器和異步定時器可以繼續工作，而在Power save省電模式中，需要保證異步定時器的正常運行，讓其他控制器部分處在一種休眠的狀態，在Power down掉電模式中，只有中斷部分與硬件復位的地方是在工作的，其他部分都要停止，在Standby省電模式中，是只有振蕩器在工作，在拓展型Standby模式中，只有振蕩器和異步定時器在工作[4]。

2 DAC1230與單片機Atmega128的接口配接技術

在使用DAC1230芯片同單片機Atmega128進行技術配接時，如圖1所示，為DAC1230同單片機Atmega128接口技術的配接模式圖，其中的PA端口可以被看作是地址/數據總線進行使用，此時的74LS373地址鎖存器芯片可以在ALE 自適應技術的控制調節下進行PA輸出端口的地址信號鎖存，將PA端口的地址信號控制在A0-A7，同時，還可以讓74LS138譯碼器在輸出端口，也就是在Y0、Y1端口處完成DAC1230芯片同XFER信號與CS信號的有效配接，這樣74LS373地址鎖存器就可以和74LS138譯碼器服完成D/A接口轉換，使得PB7.0通用全字段查詢技術可以連接譯碼器進而完成高電平傳輸，允許輸入端口G1通過信號，在PB7.0中完成數據信號反相，同PC6組成相或，進而獲得或運算的信號輸出結果。

圖1 DAC1230與Atmega128的接口配接圖

從圖中我們可以看出，DAC1230芯片中的8位輸入鎖存器、4位輸入鎖存器還有12位的寄存器地址，分別被設計為8003H、8002H和8000H，也就是說當DAC1230可以接收8位微控制器數據的時候，此時的8位輸入鎖存器只可以接受向左對齊數據。

（1）分時傳送

通常情況下，通國對地址進行單獨譯碼，然后所提供出的XFER信號電路一般可以適用在一個具有幾個DAC的微控制系統中，而且還會要求開啟轉換電路，能夠將DAC控制系統中的XFER信號數據連接在一起，共同有一個專門的地址譯碼器進行信號的控制，即實現分時傳送數據功能，還可以一同啟動D/A接口轉換電路，將DAC1230芯片的8位輸入鎖存器同4位的輸入鎖存器的地址提升為8005H與8004H，在分時傳送中，單片機Atmage128可以分時向1、2進行數據傳送，假設Y0為0，就意味著PB7+PC6=0，那么兩片DAC1230鎖存器在輸入過程中可以將所有數據傳送到12位的DAC寄存器當中，完成D/A 接口轉換。

（2）數據自動傳送

在數據自動傳送時，自動傳送基本上如圖2中所示，就是要讓DAC1230芯片在數據信號傳輸中，可以讓XFER信號同 ByTE1/ByTE2端口連接起來，此時的PB7可以被看作是DAC1230芯片的片選信號CS，使得8位的輸入鎖存器地址變為0001H，然后將4位的輸入鎖存器同12位的DAC寄存器地址設為0000H，這樣DAC1230在微控制器的作用下，如果需要傳遞4位的鎖存器數據，就可以把輸入鎖存器中的數據傳入到DAC1230的寄存器當中，開始進行D/A數據接口的自動傳送。

圖2 自動傳送

（3）外設DAC選通

在應用外設DAC選通的方式進行接口數據傳輸時，我們需要針對所要傳輸的XFER信號進行外設通信信號STB設置，此時的Atmage128單片機需要向DAC1230芯片的輸入鎖存器展開數據的傳送，假如出現了外設STB通訊信號的時候，那么所要傳送的數據只能是從DAC1230的輸入鎖存器繼續傳入到12位的DAC寄存器當中，進而展開D/A 接口數據轉換。

需要注意的是，不管是選擇哪一種數據傳送方式，都要明確它們彼此之間的數據關系，就是在對微控制器系統進行寫入時，脈沖的寬度WR需要＞320ns，與此同時，還要保證DAC1230系統寄存器的保持耗時間＞90ns，明確數據保持時間的定義，也就是當WR值升高的時候，需要等待轉換的數據值在DAC1230輸入端口的保持時間，如果Atmage128單片機的時鐘頻率可以≤4NHZ的話，上面兩種時間關系是可以實現的。

3 零點與滿量程校準

（1）零點校準

在進行DAC1230芯片零點校準時，需要短接一個內部反饋的RFb電阻，然后給予DAC1230全“0”數據，進而開啟D/A接口轉換模式，調節電位器，一直放大到輸出Vout值是0。具體校準程序按照00H→A，00H→DAC8位， OFH→A，0000B→4位，啟動D/A轉換的順序進行。

（2）滿量程校準

在進行滿量程校準時，需要撤去RFb短接線，然后給予DAC1230芯片全“1”數據，開始D/A 接口的數據轉換，在調整滿量程電位器W時，需要一直進行運算，直到運算的輸出值為Vout，且Vout滿足4095/4096VREF，將輸入電壓值控制在10v以內。具體的滿量程校準程序按照FFH→A，FFH→DAC 8位，1111B→A ，1111B→4位，啟動D/A轉換的順序來進行。

4 結論

通過對DAC1230芯片和單片機Atmega128接口連接技術的調試，能夠很好地完成D/A接口的高效轉換，大大提升了信號的傳送效率，延長了單片機Atmega128硬件的使用壽命，使得單片機的使用更加具有靈活性和可控性。

[1]陳海，陳宇珂，潘澤森，丁效軍，張興安.基于實時操作系統的ATmega128串行通信驅動程序設計[J/OL].中國醫學裝備，2016，13(11):98-103.

[2]王景輝.增量式編碼器與Atmega128單片機接口及程序實現方法[J].自動化應用，2012，(04):78-80.

[3]范偉成，宗情，朱辰元.基于單片機的CAN-USB通信轉換模塊的設計與實現[J].計算機測量與控制，2012，20(03):744-746.

[4]范偉成，宗情，朱辰元，彭小方.基于ATmega128和CH374的USB接口設計[J].電子設計工程，2012，20(02):129-131.

Research on Atmega128 interface technology of DAC1230 and MCU

Song Yan
(Changchun normal university,Changchun Jilin,130000)

With the rapid development of global SCM technology, the application of MCU and DAC chip have become more widely, with the study of the DAC1230 chip and Atmega128 MCU interface technology, in order to further deepen understanding of the structure of MCU and DAC chip, improve the reliability of signal transmission, so as to meet the single market “high performance and low power consumption digital integrated circuit development

DAC1230; MCU Atmega128; interface technology

吉林省教育廳“十二五”科學技術研究項目（吉教科合字【2015】第362號 ）。

宋嚴（1982.2-），男，漢族，吉林磐石人，碩士，高級實驗師，研究方向計算機應用技術。