一直以來，數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)計都是大家的關(guān)注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在，小編將為大家?guī)砘?a href="/tags/FPGA" target="_blank">FPGA實現(xiàn)TLC5620數(shù)模轉(zhuǎn)換（DA）的設(shè)計的相關(guān)介紹，詳細內(nèi)容請看下文。

本文將基于FPGA實現(xiàn)TLC5620數(shù)模轉(zhuǎn)換（DA）的設(shè)計，首先我們來了解一些基本內(nèi)容。

D/A轉(zhuǎn)換器基本上由4個部分組成，即權(quán)電阻網(wǎng)絡、運算放大器、基準電源和模擬開關(guān)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器中一般都要用到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，簡稱ADC，它是把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號的器件。DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開關(guān)、位權(quán)網(wǎng)絡、求和運算放大器和基準電壓源（或恒流源）組成。用存于數(shù)字寄存器的數(shù)字量的各位數(shù)碼，分別控制對應位的模擬電子開關(guān)，使數(shù)碼為1的位在位權(quán)網(wǎng)絡上產(chǎn)生與其位權(quán)成正比的電流值，再由運算放大器對各電流值求和，并轉(zhuǎn)換成電壓值。根據(jù)位權(quán)網(wǎng)絡的不同，可以構(gòu)成不同類型的DAC，如權(quán)電阻網(wǎng)絡DAC、R–2R倒T形電阻網(wǎng)絡DAC和單值電流型網(wǎng)絡DAC等。權(quán)電阻網(wǎng)絡DAC的轉(zhuǎn)換精度取決于基準電壓VREF，以及模擬電子開關(guān)、運算放大器和各權(quán)電阻值的精度。它的缺點是各權(quán)電阻的阻值都不相同，位數(shù)多時，其阻值相差甚遠，這給保證精度帶來很大困難，特別是對于集成電路的制作很不利，因此在集成的DAC中很少單獨使用該電路。

基于FPGA實現(xiàn)TLC5620數(shù)模轉(zhuǎn)換（DA）的設(shè)計，設(shè)計原理如下:

本設(shè)計采用串行數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片TLC5620，TLC5620是一個擁有四路輸出的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，時鐘頻率最大可達到1MHz。TLC5620是一款使用3線串行總線控制的芯片。11bit的命令中包含8bit數(shù)據(jù)、2bit通道選擇、1bit輸出范圍選擇bit。輸出范圍選擇，可以輸出一倍或者兩倍的參考電壓差值范圍。當兩級鎖存器都打開時，新的數(shù)據(jù)可以進入到芯片。TLC5620芯片接口如下：

該芯片主要有以下特點：四通道8位電壓輸出DA轉(zhuǎn)換器、5V單電源供電、串行接口、高阻抗基準輸入、可編程1或2輸出范圍、同時更新設(shè)備、內(nèi)部上電復位、低功耗、半緩沖輸出。該芯片主要應用于：可編程電源、數(shù)字控制放大器/誤差器、移動通信、自動測試設(shè)備、研發(fā)過程檢測和控制和信號合成等。

芯片接口功能表如下：

轉(zhuǎn)換公式：V = REF*（CODE/256）* (1+RNG)

V：實際電壓；REF：基準電壓；CODE：輸入8位數(shù)據(jù)；RNG：范圍。

TLC5620的接口時序如下列圖所示：

圖1 LOAD控制更新（LDAC為低電平）

圖2 LDAC控制更新（LDAC為低電平）

圖3 LOAD控制更新（使用8位串行數(shù)據(jù)，LOAD為低電平）

圖4 LDAC控制更新（使用8位串行數(shù)據(jù)）

如圖1所示：當LOAD為高電平時，數(shù)據(jù)在CLK的下降沿被鎖存至DATA，只要所有數(shù)據(jù)被鎖存，則將LOAD拉低，將數(shù)據(jù)從串行輸入寄存器傳送到所選擇的DAC。如圖2所示：串行編程期間LDAC為高電平，數(shù)據(jù)在LOAD為低電平時進行鎖存，當LDAC變?yōu)榈碗娖綍r傳送至DAC輸出。如圖3、4所示：輸入數(shù)據(jù)最高位（MSB）在前，數(shù)據(jù)傳輸使用兩個8個時鐘周期。

在本設(shè)計中運用的是圖1的工作時序：

數(shù)據(jù)通道選擇：

RNG：控制DAC輸出范圍。當RNG為低時，輸出范圍在基準電壓和GND之間；當RNG為高時，輸出范圍為兩倍的基準電壓和GND。

設(shè)計架構(gòu)

本設(shè)計驅(qū)動TLC5620將輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為實際的模擬量（電壓），通過四個按鍵控制四路輸出的電壓變化，每按一次，電壓值也隨之上升，同時在數(shù)碼管上也依次顯示相應的值（依次為A1,A0,RNG,輸入DATA）。本設(shè)計采用的開發(fā)板的基準電壓為2.5V。設(shè)計架構(gòu)圖如下所示：

key_test模塊通過四個按鍵輸入的值，組合輸出兩個數(shù)據(jù)，11位的wr_data是TLC_DA模塊解碼所需的數(shù)據(jù)。20位的out_data是seg_num模塊數(shù)碼管顯示所需的數(shù)據(jù)。

最后，小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對小編來說都是莫大的鼓勵和鼓舞。最后的最后，祝大家有個精彩的一天。