DAC1230和单片机Atmega128接口技术研究

宋严

（长春师范大学，吉林长春，130000）

DAC1230和单片机Atmega128接口技术研究

宋严

（长春师范大学，吉林长春，130000）

随着全球单片机技术的飞速发展，关于单片机及DAC芯片的应用也变得更加广泛，本文通过对DAC1230芯片与Atmega128单片机接口连接技术展开研究，目的是为了能够进一步加深对单片机及DAC芯片的结构认识，提高信号传输的可靠性，从而满足单片机市场中“高性能、低能耗”数字集成电路发展要求。

DAC1230；单片机Atmega128；接口技术

0 引言

单片机Atmega128具有RICS结构特点，通过 JITAG接口的应用，可以拓展芯片调试功能，完善边界扫描特性，同时还具备特殊的微控制特性，完成对信号的复位，电源中断等操作，实现I/O接口封装，将DAC1230芯片和单片机Atmega128连接起来，可以更好地完善单片机的使用性能。

表1 DAC1230芯片真值表

1 DAC1230和单片机Atmega128简介

1.1 DAC1230

从DAC1230的工作原理来看，它一共有五根控制线，分别是CS、ByTE1/ByTE2还有WR1、WR2，一起来负责完成对大规模电路器件的地址寻找，输入以及转换和锁定等，其中CS控制线主要控制的是选片信号，电平值较低，可以在WR1控制线上写信号1，则低电平数值有效，当WR1为0时，意味着需要让数据进入到锁存器，当WR1为1的时候，需要将数据锁定在锁存器中，与此同时，ByTE1/ByTE2负责数据信号的顺序控制，当两者的比值为1时，可以把数据输入到8位的锁存器中，此时相应的4位输入锁存器中的数值也会出现转变[1]。如果二者的比值为0，说明ByTE1为0，就只能把数据输入到4位的输入器当中，而WR2控制线可以写信号，另外XFER可以被看作是控制转换信号，如果XFER的数值为0的话，就只能将数据输入到12位的DAC寄存器当中，并且D/ A 接口会出现转换，在将 DAC1230芯片同8位Atmega 128微控制器进行配接时，需要把WR1、WR2连接起来，获得DAC1230芯片的真值表，一般情况下，会将微控制器中的地址连接线用最低位的A0来表示，同DAC1230芯片中ByTE1/ByTE2接口展开连接，芯片的其他部分，会分为编码以后的CS、XFer信号[2]。

1.2 单片机Atmega128

要想了解单片机Atmega128，我们需要先对AVR单片机进行了解，AVR单片机已经废除了机械周期，并且使用了RISC精简指令集，以字为单位长度，取指的周期较短，可以预取指令，完成流水作业，从而高速执行指令，具有较高的可靠性，无论是在硬件速度和性能上面，都能够做到平衡优化，可以说是一种性价比比较高的单片机，这种AVR式单片机的优点是I/O端口资源比较灵活，具有几种独立的时钟分频器，能够实现高波特率的可靠通信，进而提升了嵌入式系统的可靠性，抗干扰性强，可以在休眠模式和宽压模式下运行，集成多电路功能，在技术方向上正朝着SOC方向发展和过渡[3]。

Atmega128单片机是一种基于AVR单片机低功率消耗模式下的CMOS 8位微控制器，频率可以达到1MIPS/MHz，这种单片机一共有六种省电模式，分别是IDLE空闲省电模式，即CPU需要停止工作，而其他的运行子系统可以正常运行，有噪声抑制ADC模式，即CPU同整个I/O接口模块都停止运行，此时的ADC模数转换器和异步定时器可以继续工作，而在Power save省电模式中，需要保证异步定时器的正常运行，让其他控制器部分处在一种休眠的状态，在Power down掉电模式中，只有中断部分与硬件复位的地方是在工作的，其他部分都要停止，在Standby省电模式中，是只有振荡器在工作，在拓展型Standby模式中，只有振荡器和异步定时器在工作[4]。

2 DAC1230与单片机Atmega128的接口配接技术

在使用DAC1230芯片同单片机Atmega128进行技术配接时，如图1所示，为DAC1230同单片机Atmega128接口技术的配接模式图，其中的PA端口可以被看作是地址/数据总线进行使用，此时的74LS373地址锁存器芯片可以在ALE 自适应技术的控制调节下进行PA输出端口的地址信号锁存，将PA端口的地址信号控制在A0-A7，同时，还可以让74LS138译码器在输出端口，也就是在Y0、Y1端口处完成DAC1230芯片同XFER信号与CS信号的有效配接，这样74LS373地址锁存器就可以和74LS138译码器服完成D/A接口转换，使得PB7.0通用全字段查询技术可以连接译码器进而完成高电平传输，允许输入端口G1通过信号，在PB7.0中完成数据信号反相，同PC6组成相或，进而获得或运算的信号输出结果。

图1 DAC1230与Atmega128的接口配接图

从图中我们可以看出，DAC1230芯片中的8位输入锁存器、4位输入锁存器还有12位的寄存器地址，分别被设计为8003H、8002H和8000H，也就是说当DAC1230可以接收8位微控制器数据的时候，此时的8位输入锁存器只可以接受向左对齐数据。

（1）分时传送

通常情况下，通国对地址进行单独译码，然后所提供出的XFER信号电路一般可以适用在一个具有几个DAC的微控制系统中，而且还会要求开启转换电路，能够将DAC控制系统中的XFER信号数据连接在一起，共同有一个专门的地址译码器进行信号的控制，即实现分时传送数据功能，还可以一同启动D/A接口转换电路，将DAC1230芯片的8位输入锁存器同4位的输入锁存器的地址提升为8005H与8004H，在分时传送中，单片机Atmage128可以分时向1、2进行数据传送，假设Y0为0，就意味着PB7+PC6=0，那么两片DAC1230锁存器在输入过程中可以将所有数据传送到12位的DAC寄存器当中，完成D/A 接口转换。

（2）数据自动传送

在数据自动传送时，自动传送基本上如图2中所示，就是要让DAC1230芯片在数据信号传输中，可以让XFER信号同 ByTE1/ByTE2端口连接起来，此时的PB7可以被看作是DAC1230芯片的片选信号CS，使得8位的输入锁存器地址变为0001H，然后将4位的输入锁存器同12位的DAC寄存器地址设为0000H，这样DAC1230在微控制器的作用下，如果需要传递4位的锁存器数据，就可以把输入锁存器中的数据传入到DAC1230的寄存器当中，开始进行D/A数据接口的自动传送。

图2 自动传送

（3）外设DAC选通

在应用外设DAC选通的方式进行接口数据传输时，我们需要针对所要传输的XFER信号进行外设通信信号STB设置，此时的Atmage128单片机需要向DAC1230芯片的输入锁存器展开数据的传送，假如出现了外设STB通讯信号的时候，那么所要传送的数据只能是从DAC1230的输入锁存器继续传入到12位的DAC寄存器当中，进而展开D/A 接口数据转换。

需要注意的是，不管是选择哪一种数据传送方式，都要明确它们彼此之间的数据关系，就是在对微控制器系统进行写入时，脉冲的宽度WR需要＞320ns，与此同时，还要保证DAC1230系统寄存器的保持耗时间＞90ns，明确数据保持时间的定义，也就是当WR值升高的时候，需要等待转换的数据值在DAC1230输入端口的保持时间，如果Atmage128单片机的时钟频率可以≤4NHZ的话，上面两种时间关系是可以实现的。

3 零点与满量程校准

（1）零点校准

在进行DAC1230芯片零点校准时，需要短接一个内部反馈的RFb电阻，然后给予DAC1230全“0”数据，进而开启D/A接口转换模式，调节电位器，一直放大到输出Vout值是0。具体校准程序按照00H→A，00H→DAC8位， OFH→A，0000B→4位，启动D/A转换的顺序进行。

（2）满量程校准

在进行满量程校准时，需要撤去RFb短接线，然后给予DAC1230芯片全“1”数据，开始D/A 接口的数据转换，在调整满量程电位器W时，需要一直进行运算，直到运算的输出值为Vout，且Vout满足4095/4096VREF，将输入电压值控制在10v以内。具体的满量程校准程序按照FFH→A，FFH→DAC 8位，1111B→A ，1111B→4位，启动D/A转换的顺序来进行。

4 结论

通过对DAC1230芯片和单片机Atmega128接口连接技术的调试，能够很好地完成D/A接口的高效转换，大大提升了信号的传送效率，延长了单片机Atmega128硬件的使用寿命，使得单片机的使用更加具有灵活性和可控性。

[1]陈海，陈宇珂，潘泽森，丁效军，张兴安.基于实时操作系统的ATmega128串行通信驱动程序设计[J/OL].中国医学装备，2016，13(11):98-103.

[2]王景辉.增量式编码器与Atmega128单片机接口及程序实现方法[J].自动化应用，2012，(04):78-80.

[3]范伟成，宗情，朱辰元.基于单片机的CAN-USB通信转换模块的设计与实现[J].计算机测量与控制，2012，20(03):744-746.

[4]范伟成，宗情，朱辰元，彭小方.基于ATmega128和CH374的USB接口设计[J].电子设计工程，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

吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目（吉教科合字【2015】第362号 ）。

宋严（1982.2-），男，汉族，吉林磐石人，硕士，高级实验师，研究方向计算机应用技术。