12位数模转换器DAC7311的通信控制及其电流驱动电路设计
摘 要：采用TI公司的TMS320F28335系列DSP作为主控制器与12bit的数模转换芯片DAC731进行串行通信，通信采用SPI方式。通过CCS软件编程实现数模转换芯片DAC7311的输出电压的的设定，且利用INA132U差分运放及其后端电路构成的电压到电流的转换电路实现驱动电流的输出，电流输出范围可以从0~20mA不等。
关键字：DSP； SPI； 数模转换芯片
在工业现场，存在许多的电流驱动型的电气设备，仪器仪表，例如机车用的双针速度表等。而且与电压信号相比，电流对噪声并不敏感，所以如果用电流来传输信号的话可以避免传输线受到噪声的干扰造成系统不稳定甚至误操作。在工业自动化控制系统，及仪器仪表、传感器应用中，广泛采用4~20mA电流来传输控制、检测信号。本文就是针对此类设备和仪器仪表，阐述设计输出驱动电流范围从0~20mA的方法。
1 硬件设计分析
1.1 总体结构说明
本设计主控制器件选择TI公司的TMS320F28335，数模转换芯片选择TI公司的DAC7311芯片，后端的差分放大器选择INA132U。整个设计的结构框图为图1所示。
1.2 主控制器使用分析
本设计数模转换器DAC7311与主控制器的接口采用SPI(Serial Peripheral Interface)接口。SPI接口是一种高速串行输入输出接口用于CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输，在主器件的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，为全双工通信，数据传输速度可达到几Mbps。
本文主控制器为TMS320F28335系列的DSP。芯片内部集成有SPI模块，与SPI模块相关的信号线为SPISIMO；SPISOMI；SPISTE；SPICLK。本设计只用到SPISIMO和SPICLK，并且用一个普通的GPIO引脚用作DAC7311的同步脉冲输入信号(DACS)。本设计SPI模块采用主模式工作，波特率选择250Kbps，传输的数据位数为16位，时钟方式为无延迟的上升沿方式(Rising edge without delay)即SPI模块在上升沿的前半周期发送数据，在上升沿接收数据。主控制器控制着整个设计的工作流程，首先它给从器件DAC7311的同步输入脉冲引脚输入低电平DACS，选中DAC7311并对其进行初始化。然后通过SPI模块设定串行传输时钟脉冲，并且也决定着从器件数模转换器DAC7311的波特率。SPI模块的内部结构框图如图2所示。如图可知，在时钟脉冲的控制下，数据从SPIDAT移位寄存器按既定的波特率从SPISIMO引脚按位移出数据入DAC7311的数据输入引脚。
1.3 DAC7311数模转换芯片介绍
DAC7311芯片是...
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