開(kāi)關(guān)電源具有體積小,、效率高,、重量輕,、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛,。我們?cè)谠O(shè)計(jì)蓄電池充電器時(shí),，就采用開(kāi)關(guān)電源作為主電路，其中開(kāi)關(guān)器件采用第三代IGBT,，其主要優(yōu)點(diǎn)是耐壓高,，驅(qū)動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)頻率高,，導(dǎo)通電阻小,。在主控制板設(shè)計(jì)中，需要一可變的基準(zhǔn)電源,，改變基準(zhǔn)電壓的大小就可改變充電電壓的大小,，而變化的基準(zhǔn)電壓需借助數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生。目前,，數(shù)模轉(zhuǎn)換器從接口上可分為兩大類(lèi)：并行接口數(shù)模轉(zhuǎn)換器和串行接口數(shù)模轉(zhuǎn)換器,。并行接口數(shù)模轉(zhuǎn)換器的引腳多，體積大,，占用單片機(jī)的口線多,；而串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的體積小，占用單片機(jī)的口線少,，為減少線路板的面積和占用單片機(jī)的口線,，可采用TCL5615串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生可變基準(zhǔn)電壓。

1TLC5615串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介

TLC5615為美國(guó)德州儀器公司1999年推出的產(chǎn)品,，是具有串行接口的數(shù)模轉(zhuǎn)換器,，其輸出為電壓型，最大輸出電壓是基準(zhǔn)電壓值的兩倍,。帶有上電復(fù)位功能,，即把DAC寄存器復(fù)位至全零。TLC5615性能價(jià)格比高,，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)很方便購(gòu)買(mǎi),。

11TLC5615的特點(diǎn)

（1）10位CMOS電壓輸出；

（2）5V單電源供電,；

（3）與CPU三線串行接口,；

（4）最大輸出電壓可達(dá)基準(zhǔn)電壓的二倍；

（5）輸出電壓具有和基準(zhǔn)電壓相同極性,；

（6）建立時(shí)間125μs,；

（7）內(nèi)部上電復(fù)位；

（8）低功耗,，最大僅175mW,。

12TLC5615引腳說(shuō)明

TLC5615有小型和塑料DIP封裝,，DIP封裝的TLC5615芯片引腳排列如圖1所示。

引腳功能說(shuō)明如下：

——腳1DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端,；

——腳2SCLK：串行時(shí)鐘輸入端,；

——腳3CS：芯片選用通端，低電平有效,；

——腳4DOUT：用于級(jí)聯(lián)時(shí)的串行數(shù)據(jù)輸出端,；

——腳5AGND：模擬地；

——腳6REFIN：基準(zhǔn)電壓輸入端,；

圖1TLC5615引腳排列圖

圖2TLC5615的時(shí)序圖

圖3TLC5615與AT89C51單片機(jī)接口電路 

——腳7OUT：DAC模擬電壓輸出端,；

——腳8VDD：正電源端。

13TLC5615的時(shí)序分析

TLC5615的時(shí)序如圖2所示,。

由時(shí)序圖可以看出,，當(dāng)片選CS為低電平時(shí)，輸入數(shù)據(jù)DIN由時(shí)鐘SCLK同步輸入或輸出,，而且最高有效位在前,，低有效位在后。輸入時(shí)SCLK的上升沿把串行輸入數(shù)據(jù)DIN移入內(nèi)部的16位移位寄存器,，SCLK的下降沿輸出串行數(shù)據(jù)DOUT,，片選CS的上升沿把數(shù)據(jù)傳送至DAC寄存器。

當(dāng)片選CS為高電平時(shí),，串行輸入數(shù)據(jù)DIN不能由時(shí)鐘同步送入移位寄存器,；輸出數(shù)據(jù)DOUT保持最近的數(shù)值不變而不進(jìn)入高阻狀態(tài)。由此要想串行輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件：第一時(shí)鐘SCLK的有效跳變,；第二片選CS為低電平,。這里，為了使時(shí)鐘的內(nèi)部饋通最小,，當(dāng)片選CS為高電平時(shí),，輸入時(shí)鐘SCLK應(yīng)當(dāng)為低電平,。

串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLC5615的使用有兩種方式,，即級(jí)聯(lián)方式和非級(jí)聯(lián)方式。如不使用級(jí)聯(lián)方式,，DIN只需輸入12位數(shù)據(jù),。DIN輸入的12位數(shù)據(jù)中，前10位為T(mén)LC5615輸入的D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),，且輸入時(shí)高位在前,，低位在后，后兩位必須寫(xiě)入數(shù)值為零的低于LSB的位,，因?yàn)門(mén)LC5615的DAC輸入鎖存器為12位寬,。如果使用TL5615的級(jí)聯(lián)功能,，來(lái)自DOUT的數(shù)據(jù)需要輸入16位時(shí)鐘下降沿，因此完成一次數(shù)據(jù)輸入需要16個(gè)時(shí)鐘周期,，輸入的數(shù)據(jù)也應(yīng)為16位,。輸入的數(shù)據(jù)中，前4位為高虛擬位,，中間10位為D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),，最后2位為低于LSB的位即零。

2應(yīng)用電路實(shí)例

圖3給出了在開(kāi)關(guān)電源中,，TLC5615和AT89C51單片機(jī)的接口電路,。在電路中，AT89C51單片機(jī)的P3.0－P3.2分別控制TLC5615的片選CS,，串行時(shí)鐘輸入SCLK和串行數(shù)據(jù)輸入DIN,。電路的連接采用非級(jí)聯(lián)方式。根據(jù)開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)要求,，可變基準(zhǔn)電壓范圍為0V～4V,。因此，TLC5615的基準(zhǔn)電壓選為2.048V,，其最大模擬輸出電壓為4.096V,。可滿(mǎn)足開(kāi)關(guān)電源的要求,。

TLC5615采用非級(jí)聯(lián)方式,，將要輸入的12位數(shù)據(jù)存在R0、R1寄存器中,，其D/A轉(zhuǎn)換程序如下：

CLRP30,；片選有效

MOVR2，＃4,；將要送入的前四位數(shù)據(jù)位數(shù)

MOVA,，R0；前四位數(shù)據(jù)送累加器低四位

SWAPA,；A中高四位與低四位互換

LCALLWRdata,；DIN輸入前四位數(shù)據(jù)

MOVR2，＃8,；將要送入的后八位數(shù)據(jù)位數(shù)

MOVA,，R1；八位數(shù)據(jù)送入累加器A

LCALLWRdata,；DIN輸入后八位數(shù)據(jù)

CLRP31,；時(shí)鐘低電平

SETBP30；片選高電平，輸入的12位數(shù)據(jù)有效

END：結(jié)束

送數(shù)子程序如下：

WRdata：NOP,；空操作

LOOP：CLRP31,；時(shí)鐘低電平

RLCA；數(shù)據(jù)送入位標(biāo)志位CY

MOVP32,，C,；數(shù)據(jù)輸入有效

SETBP31；時(shí)鐘高電平

DJNZR2,，LOOP,；循環(huán)送數(shù)

RET返回

3結(jié)語(yǔ)

由于采用接口簡(jiǎn)單的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器TLC5615，使得開(kāi)關(guān)電源的硬件電路大為簡(jiǎn)化,，線路板面積縮小,，成本降低。