基于DAC7714的嵌入式激光跟踪仪设计

设备驱动程序在Linux内核中占有极其重要的位置，在一个嵌入式系统中，除了CPU、内存以及其他很少的几个部件以外，所有的设备控制操作都必须由驱动程序来完成。系统设计者必须为系统中的每个外设开发相应的驱动程序，否则设备无法在Linux下正常工作。

在基于AT91RM9200处理器的某嵌入式激光跟踪仪中，为了实现目标的快速、平稳跟踪，需要控制两路电机，即：方位电机、俯仰电机。其原理如下：通过不断读取两路角度编码器的数据，计算出两路电机实际角度与期望角度的偏差，利用反馈控制的原理，驱动两路电机跟踪目标。两路电机的控制电压为5V时，电机停止不动；控制电压为0V时，电机以最大速度顺时针旋转；控制电压为10V时，电机以最大速度逆时针旋转。

根据上述控制要求，选择4通道12位的串行DA转换器——DAC7714转换器作为两路电机的控制驱动芯片。该芯片在嵌入式Linux系统下驱动程序的优劣，将直接决定整个仪器的跟踪效果，也是嵌入式开发的需要解决的基本问题之一。

1 概述

DAC7714是美国TI公司推出的一款4通道12位串行输入、电压输出型DA转换器。其供电电压为±15 V，可以实现输出自动保持，采用此串口芯片除了具有节省单片机资源的优点外，还具有同时输出多路0～10 V(参考电压为+10 V和0 V)，特别适用于MCU资源紧缺而控制通道比较多的场合。

DAC7714性能特点：

1)12位分辨率，串行接口；

2)功耗仅为250 mW；

3)4个模拟输出通道，电压输出；

4)线性误差±1LSB；

5)支持单极性(0～10 V)或双极性(-10 V～+10 V)输出；

6)自动输出保持；

7)复位信号可选，不同复位方式具有不同初始值。

2 硬件设计

嵌入式激光跟踪仪硬件比较复杂，这里进介绍与电机驱动相关的DAC7714与AT91RM9200的硬件连接部分。由于实际使用时的电机功率较大，需要在DAC7714的两路输出再加一级驱动电路才能真正驱动电机。

2．1 DAC7714引脚及功能

DAC7714为SOJ16封装，具体引脚及功能介绍如下：

VOUTA～VOUTD：4个模拟量输出

CS：片选端，低电平有效

CLK：串行数据时钟端

VCC：正电源，通常为+15 V

VSS：负电源，通常为0或-15 V

GND：地

VREFL：模拟输出电压参考(下限)

VREFH：模拟输出电压参考(上限)

SDI：串行数据输入

LOADDACS：转换结束判断位

RESET和RESETSEL：芯片复位设置位

2．2 DAC7714硬件设计

DAC7714硬件设计比较简单，其可编程引脚RESET、LOADDACS、CS、CLK、SDI分别与AT91RM9200的IO口PA0-PA1、PA3-PA5连接，为下一步驱动程序开发打下基础；其VOUTA、VOUTB接两路电机的控制信号；VREFL接地，VREFH接+10 V，使用单极性接法。其具体连接如图1所示。