基于M68HC08系列单片机的高位DA扩展接口技术

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