由于三防平板串行D/A转换器占用微控制器的引脚数少和功耗低，所以在便携式智能系统中的应用极为广泛。例如，TLC5615是美国德州仪器公司生产的具有串行外设接口总线（Serial Peripheral Interface，SPI，详见6.2.6节）的10位D/A转换器芯片，其性价比高，通过三根串行总线即可完成10位数据的串行输入。三防平板TLC5615的主要特性如下：

● 10位CMOS电压输出，5 V单电源供电；

● 与微控制器采用三线串行接口连接；

● 最大输出电压可达基准电压的2倍，输出电压和基准电压极性相同；

● D/A转换器的建立时间为12.5 μs，内部上电复位；

● 低功耗，最大仅为1.75 mW。

（1）芯片引脚及内部结构。TLC5615采用双列直插式（DIP）封装形式，其引脚分布如图1所示，各引脚的功能如下。

图1 TLC5615引脚分布

● DIN：串行二进制数输入端。

● SCLK：串行时钟输入端。

● ：芯片选择端，低电平有效。

● DOUT：用于级联时的串行数据输出端。

● AGND：模拟地。

● REFIN：基准电压输入端，通常取2.048 V。

● OUT：模拟电压输出端。

● VDD：正电源端，4.5～5.5 V，通常取5 V。

TLC5615的内部功能结构框图如图2所示，三防平板主要由电压跟随器、16位移位寄存器、并行输入/输出的10位DAC寄存器、10位DAC转换电路、放大器，以及上电复位电路和逻辑控制电路等组成。其中电压跟随器为参考电压端VREFIN提供高的输入阻抗（约为10 MΩ）;16位移位寄存器分为高4位虚拟位、10位数据位及低2位填充位，用于接收串行移入的二进制数，并将其送入并行输入/输出的10位DAC寄存器。

寄存器输出的内容送入10位DAC转换电路后，由DAC转换电路将10位数字量转换为模拟量并进入放大器，三防平板放大器将模拟量放大为最大值为2VREFIN的输出电压，并从模拟电压输出端VOUT输出。

图2 TLC5615的内部功能结构框图

（2）TLC5615的工作方式。TLC5615具有级联和非级联两种工作方式。工作在非级联方式（单片工作）时，只需从DIN端向16位移位寄存器输入12位数，其中，前10位为待转换有效数据位，且输入时高位在前，低位在后；后2位为填充位，填充位的数据可以为任意值（一般填入0）。在级联（多片同时）工作方式下，可将本片的 DOUT 端连接到下一片的DIN端，此时，需要向16位移位寄存器先输入高4位虚拟位，再输入10位有效数据位，最后输入低2位填充位。由于增加了高4位虚拟位，所以需要16个时钟脉冲。无论工作于哪一种方式，输出电压均为

VOUT＝VREFIN（D/1024）

式中，D为待转换的数字量。

（3）工作时序。TLC5615的工作时序如图5-15所示。从工作时序图可看出，串行数据的输入和输出必须满足片选信号为低电平和时钟信号SCLK有效跳变两个条件。当片选为低电平时，输入数据DIN由时钟SCLK同步输入或输出，最高有效位在前，最低有效位在后。在SCLK的上升沿会将串行输入数据DIN移入内部16位移位寄存器中，在SCLK的下降沿会在DOUT输出串行数据，在片选的上升沿时将数据传送至DAC寄存器。

图3 TLC5615的工作时序

当片选为高电平时，串行输入数据 DIN 不能由时钟同步送入移位寄存器；输出数据DOUT 保持最近的数值不变而不进入高阻状态。也就是说，SCLK的上升沿和下降沿都必须发生在为低电平期间。当片选为高电平时，输入时钟SCLK为低电平。

（4）微控制器与TLC5615的连接。AT89C51微控制器与TLC5615的连接电路如图5-16所示，TLC5615工作于非级联方式，AT89C51微控制器的P3.0、P3.1、P3.2分别控制TLC5615的片选端、串行时钟输入端SCLK和串行数据输出端DIN，采用C语言编写的转换程序如下。

#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;

}

图4 AT89C51微控制器与TLC5615的连接电路