系统的软件实现 - 基于C8051F005单片机的PZT驱动电路设计

　　4 系统的软件实现

　　AD5308 数据传输方式为字传输，输出电压范围取决于控制字中D4、D5 位，D4 位控 制通道A、B、C、D，D5 位控制通道E、F、G、H。D4、D5 若取0 则输出为0V— REF V ， 若取1 则输出为0V—2 REF V （ REF V 为参考电压）。本实验要求每路电压输出均为0-4V，参 考电压REF V 为5V，因而，我们令D4D5=00。SYNC 引脚是使能引脚，电平触发方式，低电 平有效。LDAC 引脚信号启动8 路数据D/A 转换，低电平有效， AD5308 的串行数据传输 时序如图2 所示。

 

 

 

　　由图可知， SYNC 信号为低电平时，在时钟信号SCLK 的下降沿 ，数据开始写入，在 第16 个SCLK 下降沿之后，SYNC 须置为高电平以停止数据传输。如果在第16 个脉冲下降 沿到来之前，SYNC 被置为高电平，数据传输失败。之后移位寄存器中的数据将自动进入所 选择的DAC 寄存器。DAC 寄存器中的数据在LDAC 控制信号下开始转换更新。单片机向 AD5308 写16 位数据时高位在先，低位在后。

　　数据写入方式

　　设置 MSB（D15 位）为0，表示写入的是数据，D14D13D12=000，表示通道DACA 地 址，001，表示DACB 通道地址，以此类推，D14D13D12=111，表示通道DACH 地址，D11-D4 表示8 位待转换数据。低四位全部置0。例如写入数据0011 0.01 0001 0000，表示将数据0101 0001 写入到DAC D 通道。

　　控制字写入方式

　　设置 MSB（D15 位）为1，表示写入的是控制字。D14D13=00，表示增益和参考电压 选择模式。01：LDAC 工作模式；10：节能模式；11：AD5308 复位模式。在增益和参考电 压模式下，由（6）式，我们可写入控制字1000 0000 0000 0011，表示使用REF195 作为参 考电压，增益范围为0-5V；在LDAC 模式下，写入控制字1010 0000 0000 0000，表示持续 更新DAC 寄存器。在复位模式下，写入控制字1111 0000 0000 0000，表示复位所有寄存器 和控制位。本系统未使用节能模式。

　　主程序设计

　　首先对 C8051F005 单片机进行初始化，包括晶振初始化、端口初始化、定义控制AD5308 的I/O 接口及交叉开关，接着初始化AD5308，装入各个控制字，最后写入数据到各个转换 通道。AD5308 初始化流程图如图3 所示，主程序流程如图4 所示。

 

 

 

　　5 实验结果

　　观测结果显示，每个通道信号频率约为12.35 赫兹，输出电压幅值范围在4.88V 到5V 之间。满足实验要求的3 赫兹扫描速度，0 到4V 电压要求。选用8 位的D/A 转换器，输出 精度为0.02V，从而相位差校正精度为0.01 弧度，符合实验精度要求。图5 所示是在示波器 上观测到的DAC E 通道数模转换得到的锯齿波信号。

 

 

 

　　6 结论

　　本文采用 C51 语言编写了12 路相位数据的D/A 转换控制程序。串行数据传输方式及8 通道AD5308 数模转换器的应用，极大的简化了系统硬件电路，使得软件编程也比较简单， 可满足需要控制多路PZT 实现光纤相位调制的应用。本文作者创新点：利用新型数模转换 器AD5308 具有8 通道的特性，采用数据串行传输方式，在自适应光学合成孔径成像相位实 时校正系统中，分时提供12 路PZT 所需的驱动电压。成功完成相位的实时校正。本项目产 生经济效益：500 万元以上。