由于三防平板串行D/A轉(zhuǎn)換器占用微控制器的引腳數(shù)少和功耗低，所以在便攜式智能系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛。例如，TLC5615是美國德州儀器公司生產(chǎn)的具有串行外設(shè)接口總線（Serial Peripheral Interface，SPI，詳見6.2.6節(jié)）的10位D/A轉(zhuǎn)換器芯片，其性價比高，通過三根串行總線即可完成10位數(shù)據(jù)的串行輸入。三防平板TLC5615的主要特性如下：
● 10位CMOS電壓輸出，5 V單電源供電；
● 與微控制器采用三線串行接口連接；
● 最大輸出電壓可達(dá)基準(zhǔn)電壓的2倍，輸出電壓和基準(zhǔn)電壓極性相同；
● D/A轉(zhuǎn)換器的建立時間為12.5 μs，內(nèi)部上電復(fù)位；
● 低功耗，最大僅為1.75 mW。
（1）芯片引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。TLC5615采用雙列直插式（DIP）封裝形式，其引腳分布如圖1所示，各引腳的功能如下。
圖1 TLC5615引腳分布
● DIN：串行二進(jìn)制數(shù)輸入端。
● SCLK：串行時鐘輸入端。
● ：芯片選擇端，低電平有效。
● DOUT：用于級聯(lián)時的串行數(shù)據(jù)輸出端。
● AGND：模擬地。
● REFIN：基準(zhǔn)電壓輸入端，通常取2.048 V。
● OUT：模擬電壓輸出端。
● VDD：正電源端，4.5～5.5 V，通常取5 V。
TLC5615的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，三防平板主要由電壓跟隨器、16位移位寄存器、并行輸入/輸出的10位DAC寄存器、10位DAC轉(zhuǎn)換電路、放大器，以及上電復(fù)位電路和邏輯控制電路等組成。其中電壓跟隨器為參考電壓端VREFIN提供高的輸入阻抗（約為10 M?）;16位移位寄存器分為高4位虛擬位、10位數(shù)據(jù)位及低2位填充位，用于接收串行移入的二進(jìn)制數(shù)，并將其送入并行輸入/輸出的10位DAC寄存器。
寄存器輸出的內(nèi)容送入10位DAC轉(zhuǎn)換電路后，由DAC轉(zhuǎn)換電路將10位數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量并進(jìn)入放大器，三防平板放大器將模擬量放大為最大值為2VREFIN的輸出電壓，并從模擬電壓輸出端VOUT輸出。
圖2 TLC5615的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖
（2）TLC5615的工作方式。TLC5615具有級聯(lián)和非級聯(lián)兩種工作方式。工作在非級聯(lián)方式（單片工作）時，只需從DIN端向16位移位寄存器輸入12位數(shù)，其中，前10位為待轉(zhuǎn)換有效數(shù)據(jù)位，且輸入時高位在前，低位在后；后2位為填充位，填充位的數(shù)據(jù)可以為任意值（一般填入0）。在級聯(lián)（多片同時）工作方式下，可將本片的 DOUT 端連接到下一片的DIN端，此時，需要向16位移位寄存器先輸入高4位虛擬位，再輸入10位有效數(shù)據(jù)位，最后輸入低2位填充位。由于增加了高4位虛擬位，所以需要16個時鐘脈沖。無論工作于哪一種方式，輸出電壓均為
VOUT＝VREFIN（D/1024）
式中，D為待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量。
（3）工作時序。TLC5615的工作時序如圖5-15所示。從工作時序圖可看出，串行數(shù)據(jù)的輸入和輸出必須滿足片選信號為低電平和時鐘信號SCLK有效跳變兩個條件。當(dāng)片選為低電平時，輸入數(shù)據(jù)DIN由時鐘SCLK同步輸入或輸出，最高有效位在前，最低有效位在后。在SCLK的上升沿會將串行輸入數(shù)據(jù)DIN移入內(nèi)部16位移位寄存器中，在SCLK的下降沿會在DOUT輸出串行數(shù)據(jù)，在片選的上升沿時將數(shù)據(jù)傳送至DAC寄存器。
圖3 TLC5615的工作時序
當(dāng)片選為高電平時，串行輸入數(shù)據(jù) DIN 不能由時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)。也就是說，SCLK的上升沿和下降沿都必須發(fā)生在為低電平期間。當(dāng)片選為高電平時，輸入時鐘SCLK為低電平。
（4）微控制器與TLC5615的連接。AT89C51微控制器與TLC5615的連接電路如圖5-16所示，TLC5615工作于非級聯(lián)方式，AT89C51微控制器的P3.0、P3.1、P3.2分別控制TLC5615的片選端、串行時鐘輸入端SCLK和串行數(shù)據(jù)輸出端DIN，采用C語言編寫的轉(zhuǎn)換程序如下。
#define SPI_CLK P3_1
#define SPI_DATA P3_2
#define CS_DA P3_0
void da5616（uint da）
{
uchar i;
da＜＜=6;
CS_DA=0;
SPI_CLK
for（i=0; i＜12; i++）
{
SPI_DATA=（bit）（da&0x8000）;
SPI_CLK=1;
da＜＜1;
SPI_CLK=0;
}
CS_DA=1;
SPI_CLK=0;
}
圖4 AT89C51微控制器與TLC5615的連接電路
