带命令编码的 6 位易失性 DAC MCP47A1 特性 : 6 位 DAC - 65 个分接头 :64 个电阻, 具有满量程和零量程分接头 ( 抽头编码为 00h 至 40h) V REF 下拉电阻 :20 kω ( 典型值 ) V OUT 电压范围 - V SS 至 V REF I 2 C 协议

带命令编码的 6 位易失性 DAC 特性 : 6 位 DAC - 65 个分接头 :64 个电阻, 具有满量程和零量程分接头 ( 抽头编码为 00h 至 40h) V REF 下拉电阻 :20 kω ( 典型值 ) V OUT 电压范围 - V SS 至 V REF I 2 C 协议 - 支持 SMBus 2.0 字节 / 字写入协议格式 - 支持 SMBus 2.0 字节 / 字读取协议格式 - 从器件地址 :5Ch 和 7Ch 欠压复位保护 ( 典型值为 1.5V) 上电默认抽头设置 ( 中间量程 ) 低功耗工作 :90 µa 静态电流 ( 典型值 ) 宽工作电压范围 : - 1.8V 至 5.5V 低温度系数 :15 ppm ( 典型值 ) 100 khz ( 典型值 ) 带宽 (-3 db) 工作 扩展级温度范围 (-40 C 至 +125 C) 小型封装, SC70-6 无铅封装 应用 设置点或失调微调 机械式微调电位器经济的替代品 封装类型 器件框图 V DD V SS SDA SCL V DD V SS SCL 上电和欠压控制 双线接口和控制逻辑 1 2 3 A B SC70-6 抽头寄存器 (R AB = 20 kω) 6 V REF 5 V OUT 说明 器件是带有缓冲输出的易失性 6 位数字电位器 抽头设置通过 I 2 C 串行接口进行控制 支持 I 2 C 从器件地址 010 1110 和 011 1110 W A B 4 SDA V REF V OUT 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 1 页

器件特性 接口 分接头数量 电阻数量 V REF 电阻 (kω) 数据值范围 POR/BOR 值 I 2 C 从器件地址 V DD 工作范围 器件 I 2 C 65 64 20 00h - 40h 20h 5Ch, 7Ch 1.8V (1) 至 5.5V MCP47DA1 (2) I 2 C 65 64 30 00h - 7Fh 40h 5Ch, 7Ch 1.8V (1) 至 5.5V MCP4706 I 2 C 256 256 210 00h - FFh 7Fh Cxh (3) 2.7V 至 5.5V MCP4716 I 2 C 1024 1024 210 000h - 3FFh 1FFh Cxh (3) 2.7V 至 5.5V MCP4726 I 2 C 4096 4096 210 000h - FFFh 3FFh Cxh (3) 2.7V 至 5.5V MCP4725 I 2 C 4096 4096 N.A. 000h - FFFh 3FFh Cxh (4) 2.7V 至 5.5V 注 1: 模拟特性仅针对 2.7V 至 5.5V 电压范围测试 2: 请参见 MCP47DA1 数据手册 (DS25118) 3: A2:A0 位由所订购的器件决定 4: A2 和 A1 位由所订购的器件决定, A0 由 A0 引脚的状态决定 5: 可由用户编程 V OUT 范围 V SS 至 V REF 1/3 V REF 至 2/3 V REF V SS 至 V DD, 或 V SS 至 V REF (5) V SS 至 V DD, 或 V SS 至 V REF (5) V SS 至 V DD, 或 V SS 至 V REF (5) V SS 至 V DD 封装 SC70-6 SC70-6, SOT-23-6 SOT-23-6, DFN-6(2x2) SOT-23-6, DFN-6(2x2) SOT-23-6, DFN-6(2x2) SOT-23-6 DS25154A_CN 第 2 页 2012 Microchip Technology Inc.

1.0 电气特性 绝对最大额定值 V DD 引脚相对于 V SS 的电压... 0.6V 至 +7.0V SCL 和 SDA 引脚相对于 V SS 的电压... -0.6V 至 V DD + 0.3V 所有其他引脚 (V OUT 和 V REF ) 相对于 V SS 的电压... -0.3V 至 V DD + 0.3V 输入钳位电流 I IK (V I < 0, V I > V DD )... ±20 ma 输出钳位电流 I OK (V O < 0 或 V O > V DD )... ±20 ma 任一输出引脚的最大输出灌电流... 25 ma 任一输出引脚的最大输出拉电流... 25 ma 流出 V SS 引脚的最大电流... 100 ma 流入 V DD 引脚的最大电流... 100 ma 流入 V REF 引脚的最大电流... 250 ua V OUT 引脚的最大拉电流... 40 ma V REF 引脚的最大灌电流... 40 ma 封装功耗 (T A = +50 C, T J = +150 C) SC70-6... 480 mw 储存温度... -65 C 至 +150 C 环境温度 ( 施加电源时 )... -40 C 至 +125 C 所有引脚上的 ESD 保护... 6kV(HBM)... 400V (MM)... 1.5 kv (CDM) +125 C 时的闩锁电流 (JEDEC JESD78A)... ±100 ma 引脚的焊接温度 (10 秒 )... +300 C 最高结温 (T J )... +150 C 注 : 如果器件工作条件超过上述 最大额定值, 可能引起器件永久性损坏 这仅是极限参数, 我们不建议器件工作在极限值甚至超过上述极限值 器件长时间工作在额定最大值条件下, 其可靠性可能受到影响 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 3 页

交流 / 直流特性 标准工作条件 ( 除非另外指定 ) 工作温度 40 C T A +125 C ( 扩展级 ) 直流特性 除非有说明, 否则所有参数均适用于规定的工作范围 V DD = +2.7V 至 +5.5V, C L = 1 nf, R L = 5 kω 典型值代表 V DD = 5.5V, T A = +25 C 时的值 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件 供电电压 V DD 2.7 5.5 V 规定的模拟特性 1.8 5.5 V 规定的数字特性 V DD 启动电压 ( 确保抽头为默认的复位状态 ) V BOR 1.65 V RAM 保持电压 (V RAM ) < V BOR V DD 上升速率 ( 确保上电复位 ) 器件退出复位状态 (V DD > V BOR ) 之后到数字接口有效的延时 器件退出复位状态 (V DD > V BOR ) 之后到 V OUT 有效的延时 V DDRR 注 5 V/ms T BORD 1 µs T OUTV 20 µs 处于 V REF / 2 的 ±0.5 LSb 内 ( 对于默认的 POR/BOR 抽头值 ) 供电电流 ( 注 6) I DD 130 220 µa 串行接口有效, 向易失性抽头写入全 0, V OUT 未加负载 V DD = 5.5V, V REF = V DD, F SCL = 400 khz 90 130 µa 串行接口无效 ( 静态 ), ( 停止条件, SCL = SDA = V IH ), V OUT 未加负载抽头 = 0, V DD = 5.5V, V REF = V DD V REF 输入范围 V REF 1 V DD V 注 7 注 1: 电阻定义为 V REF 引脚和 V SS 引脚之间的电阻 2: INL 和 DNL 是在编码 = 00h ( 零量程 ) 至编码 = 3Fh ( 满量程 - 1) 的范围内在 V OUT 上测量的 3: 这是设计规范值 4: 非线性会受抽头电阻 (R W ) 影响, 该电阻随电压和温度变化较大 5: POR/BOR 不依赖于速率 6: 供电电流与 V REF 电流无关 7: 请参见第 7.1.3 节 DS25154A_CN 第 4 页 2012 Microchip Technology Inc.

交流 / 直流特性 ( 续 ) 标准工作条件 ( 除非另外指定 ) 工作温度 40 C T A +125 C ( 扩展级 ) 直流特性除非有说明, 否则所有参数均适用于规定的工作范围 V DD = +2.7V 至 +5.5V, C L = 1 nf, R L = 5 kω 典型值代表 V DD = 5.5V, T A = +25 C 时的值 参数符号最小值典型值最大值单位条件 输出放大器最小输出电压 V OUT(MIN) V SS V 器件输出最低驱动 最大输出电压 V OUT(MAX) V REF V 器件输出最高驱动 相位裕度 PM 66 度 ( ) C L = 400 pf, R L = 压摆率 SR 0.55 V/µs 短路电流 I SC 5 15 24 ma 稳定时间 t SETTLING 15 µs 外部参考电压 (V REF )( 注 3) 输入电容 C VREF 7 pf 总谐波失真 THD -73 db V REF = 1.65V ± 0.1V, 频率 = 1 khz 动态性能 ( 注 3) 主编码跳变毛刺 45 nv-s 在主进位处发生 1 LSb 的变化 (20h 至 1Fh) 数字馈通 <10 nv-s 注 1: 电阻定义为 V REF 引脚和 V SS 引脚之间的电阻 2: INL 和 DNL 是在编码 = 00h ( 零量程 ) 至编码 = 3Fh ( 满量程 - 1) 的范围内在 V OUT 上测量的 3: 这是设计规范值 4: 非线性会受抽头电阻 (R W ) 影响, 该电阻随电压和温度变化较大 5: POR/BOR 不依赖于速率 6: 供电电流与 V REF 电流无关 7: 请参见第 7.1.3 节 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 5 页

交流 / 直流特性 ( 续 ) 直流特性 标准工作条件 ( 除非另外指定 ) 工作温度 40 C T A +125 C ( 扩展级 ) 除非有说明, 否则所有参数均适用于规定的工作范围 V DD = +2.7V 至 +5.5V, C L = 1 nf, R L = 5 kω 典型值代表 V DD = 5.5V, T A = +25 C 时的值 参数符号最小值典型值最大值单位条件 电阻 R VREF 16.0 20 24.0 kω 注 1 (± 20%) 分辨率 N 65 分接头 无失码 电阻步长 R S R VREF / 64 Ω 注 3 标称电阻温度系数 ΔR VREF /ΔT 50 ppm/ C T A = -20 C 至 +70 C 100 ppm/ C T A = -40 C 至 +85 C 150 ppm/ C T A = -40 C 至 +125 C 比例温度系数 ΔV OUT /ΔT 15 ppm/ C 编码 = 中间量程 (20h) V OUT 精度 0.72 0.75 0.78 V V REF = 1.5V, 编码 = 20h V OUT 负载 L VOUTR 5 kω 阻性负载 L VOUTC 1 nf 容性负载 通过接线端 I VREF 345 µa V REF = 5.5V (V REF ) 的最大电流 ( 注 3) 流入 V REF 的泄漏 I L 100 na V REF = V SS 电流 满量程误差 V FSE -1 ±0.35 +1 LSb V REF = V DD ( 编码 = 40h) 零量程误差 V ZSE -0.75 ±0.35 +0.75 LSb V REF = V DD ( 编码 = 00h) V OUT 积分非线性 INL -1 ±0.25 +1 LSb 注 2, V REF = V DD 误差 V OUT 微分非线性 DNL -0.5 ±0.25 +0.5 LSb 注 2, V REF = V DD 误差 -3 db 带宽 BW 100 khz V DD = 5.0V, V REF = 3.0V ± 2.0V, 编码 = 20h 电容 (V REF ) C REF 75 pf f = 1 MHz, 编码 = 满量程 注 1: 电阻定义为 V REF 引脚和 V SS 引脚之间的电阻 2: INL 和 DNL 是在编码 = 00h ( 零量程 ) 至编码 = 3Fh ( 满量程 - 1) 的范围内在 V OUT 上测量的 3: 这是设计规范值 4: 非线性会受抽头电阻 (R W ) 影响, 该电阻随电压和温度变化较大 5: POR/BOR 不依赖于速率 6: 供电电流与 V REF 电流无关 7: 请参见第 7.1.3 节 DS25154A_CN 第 6 页 2012 Microchip Technology Inc.

交流 / 直流特性 ( 续 ) 标准工作条件 ( 除非另外指定 ) 工作温度 40 C T A +125 C ( 扩展级 ) 直流特性除非有说明, 否则所有参数均适用于规定的工作范围 V DD = +2.7V 至 +5.5V, C L = 1 nf, R L = 5 kω 典型值代表 V DD = 5.5V, T A = +25 C 时的值 参数符号最小值典型值最大值单位条件 数字输入 / 输出 (SDA 和 SCK) 施密特触发器高电 V IH 0.7 V DD V 1.8V V DD 5.5V 平输入阈值 施密特触发器低电平输入阈值 V IL -0.5 0.3V DD V 1.8V V DD 5.5V 施密特触发器输入 V HYS N.A. V 的滞后电压 ( 注 3) SDA 100 khz V DD < 2.0V N.A. V V DD 2.0V 和 0.1 V DD V SCL 400 khz V DD < 2.0V 0.05 V DD V V DD 2.0V 输出低电压 V OL V SS 0.4 V V DD 2.0V, I OL = 3 ma (SDA) V SS 0.2V DD V V DD < 2.0V, I OL = 1 ma 输入泄漏电流 I IL -1 1 µa V REF = V DD 且 V REF = V SS 引脚电容 C IN 和 C OUT 10 pf f C = 400 khz RAM ( 抽头 ) 值值范围 N 0h 40h 十六进制 抽头 POR/BOR 值 N POR/BOR 20h 十六进制 电源要求电源灵敏度 PSS 0.0015 0.0035 %/% V REF = V DD, 编码 = 20h 注 1: 电阻定义为 V REF 引脚和 V SS 引脚之间的电阻 2: INL 和 DNL 是在编码 = 00h ( 零量程 ) 至编码 = 3Fh ( 满量程 - 1) 的范围内在 V OUT 上测量的 3: 这是设计规范值 4: 非线性会受抽头电阻 (R W ) 影响, 该电阻随电压和温度变化较大 5: POR/BOR 不依赖于速率 6: 供电电流与 V REF 电流无关 7: 请参见第 7.1.3 节 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 7 页

1.1 I 2 C 模式时序波形和要求 SCL 91 93 90 92 SDA 启动条件 停止条件 图 1-1: I 2 C 总线启动位 / 停止位时序波形 SCL SDA 输入 SDA 输出 103 100 102 101 90 106 91 107 92 109 109 110 注 : 负载条件请参见规范 D102 (Cb) 图 1-2: I 2 C 总线数据时序 表 1-1: I 2 C 总线启动位 / 停止位要求 I 2 C 交流特性标准工作条件 ( 除非另外指定 ) 工作温度 40 C TA +125 C ( 扩展级 ) 工作电压 V DD 范围如第 2.0 节 典型性能曲线 中所述 参数编号 符号 特性 最小值 最大值 单位 条件 F SCL 标准模式 0 100 khz C b = 400 pf, 1.8V - 5.5V 快速模式 0 400 khz C b = 400 pf, 2.7V - 5.5V D102 Cb 总线容性负载 100 khz 模式 400 pf 400 khz 模式 400 pf 90 TSU:STA 启动条件 100 khz 模式 4700 ns 仅与重复启动条件相关 建立时间 400 khz 模式 600 ns 91 THD:STA 启动条件 100 khz 模式 4000 ns 这个周期后产生第一个时钟 保持时间 400 khz 模式 600 ns 脉冲 92 TSU:STO 停止条件 100 khz 模式 4000 ns 建立时间 400 khz 模式 600 ns 93 THD:STO 停止条件 100 khz 模式 4000 ns 保持时间 400 khz 模式 600 ns DS25154A_CN 第 8 页 2012 Microchip Technology Inc.

表 1-2: I 2 C 总线数据要求 ( 从模式 ) I 2 C 交流特性标准工作条件 ( 除非另外指定 ) 工作温度 40 C TA +125 C ( 扩展级 ) 工作电压 VDD 范围如交流 / 直流特性中所述 参数编号 符号 特性 最小值 最大值 单位 条件 100 T HIGH 时钟高电平时间 100 khz 模式 4000 ns 1.8V-5.5V 400 khz 模式 600 ns 2.7V-5.5V 101 T LOW 时钟低电平时间 100 khz 模式 4700 ns 1.8V-5.5V 400 khz 模式 1300 ns 2.7V-5.5V 102A (5) T RSCL SCL 上升时间 100 khz 模式 1000 ns C b 值规定在 10 至 400 pf 400 khz 模式 20 + 0.1Cb 300 ns 之间 102B (5) T RSDA SDA 上升时间 100 khz 模式 1000 ns C b 值规定在 10 至 400 pf 400 khz 模式 20 + 0.1Cb 300 ns 之间 103A (5) T FSCL SCL 下降时间 100 khz 模式 300 ns C b 值规定在 10 至 400 pf 400 khz 模式 20 + 0.1Cb 40 ns 之间 103B (5) T FSDA SDA 下降时间 100 khz 模式 300 ns C b 值规定在 10 至 400 pf 400 khz 模式 20 + 0.1Cb (5) 300 ns 之间 106 THD:DAT 数据输入保持时间 100 khz 模式 0 ns 1.8V-5.5V ( 注 6) 400 khz 模式 0 ns 2.7V-5.5V ( 注 6) 107 TSU:DAT 数据输入建立时间 100 khz 模式 250 ns 注 5 400 khz 模式 100 ns 109 T AA 从时钟有效到输出 100 khz 模式 3450 ns 注 5 有效的时间 400 khz 模式 900 ns 110 T BUF 总线空闲时间 100 khz 模式 4700 ns 在启动一个新的传输前总 400 khz 模式 1300 ns 线必须保持空闲的时间 T SP 输入滤波器尖峰脉 100 khz 模式 50 ns Philips 规范中声明不适用 冲抑制 (SDA 和 SCL) 400 khz 模式 50 ns 注 1: 为避免产生意外的启动或停止条件, 作为发送器的器件必须提供这个内部最小延时以过渡 SCL 下降沿的未 定义区域 ( 最小值 300 ns) 2: 快速模式 (400 khz) 的 I 2 C 总线器件也可在标准模式 (100 khz) 的 I 2 C 总线系统中使用, 但必须满足 t SU:DAT 250 ns 的要求 如果器件没有延长 SCL 信号的低电平周期, 则必然满足此条件 如果该器件延 长了 SCL 信号的低电平周期, 它必须将下一个数据位输出到 SDA 线 SCL 线被释放前, 根据标准模式 I 2 C 总线规范, TR max.+t SU:DAT =1000+250=1250ns 3: 器件必须提供一个数据保持时间来过渡 SCL 信号下降沿的 VIH 和 VIL 之间的未定义部分 该规 范值不属于 I 2 C 规范的一部分, 但必须对它进行测试, 以确保输出数据满足接收器件的建立和保持时间规 范的要求 4: 计算中使用以 pf 为单位的 C b 5: 未经测试 6: 主器件发送器必须提供一定的延时, 以确保 SDA 和 SCL 下降时间之差不会意外地产生启动或停止条件 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 9 页

温度特性 电气规范 : 除非另外声明, 否则 V DD = +2.7V 至 +5.5V, V SS =GND 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件 温度范围规定温度范围 T A -40 +125 C 工作温度范围 T A -40 +125 C 储存温度范围 T A -65 +150 C 封装热阻热阻, 6 引脚 SC70 θ JA 207 C/W 注 1 注 1: 封装功耗 (P DIS ) 按以下公式计算 : P DIS = (T J - T A ) / θ JA, 其中 :T J = 结温, T A = 环境温度 DS25154A_CN 第 10 页 2012 Microchip Technology Inc.

2.0 典型性能曲线 注 1: 以下图表来自有限数量样本的统计结果, 仅供参考 此处列出的性能特性未经测试, 不做任何保证 一些图表中列出的数据可能超出规定的工作范围 ( 例如, 超出了规定的电源范围 ), 因此不在担保范围内 注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf 1.00 典型器件 1.00 典型器件 0.75 0.75 0.50 0.50 INL (LSb) 0.25 0.00 0.25 INL (LSb) 0.25 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 40C 5.5V +25C 5.5V +85C 5.5V +125C 5.5V 40C 2.7V +25C 2.7V +85C 2.7V +125C 2.7V 40C 1.8V +25C 1.8V +85C 1.8V +125C 1.8V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 图 2-1: INL 编码 (00h 至 3Fh) 和温度曲线 V DD = 5.5V,V REF = 5.5V 2.7V 1.8V 和 1.0V 0.50 0.75 1.00 40C 2.0V +25C 2.0V +85C 2.0V +125C 2.0V 40C 1.8V +25C 1.8V +85C 1.8V +125C 1.8V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-3: INL 编码 (00h 至 3Fh) 和温度曲线 V DD = 2.0V, V REF = 2.0V 1.8V 和 1.0V 1.00 典型器件 1.00 典型器件 0.75 0.75 0.50 0.50 0.25 0.25 INL (LSb) 0.00 0.25 INL (LSb) 0.00 0.25 0.50 0.50 0.75 1.00 40C 2.7V +25C 2.7V +85C 2.7V +125C 2.7V 40C 1.8V +25C 1.8V +85C 1.8V +125C 1.8V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 图 2-2: INL 编码 (00h 至 3Fh) 和温度曲线 V DD = 2.7V, V REF = 2.7V 1.8V 和 1.0V 0.75 1.00 40C 1.6V +25C 1.6V +85C 1.6V +125C 1.6V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-4: INL 编码 (00h 至 3Fh) 和温度曲线 V DD = 1.8V, V REF = 1.6V 和 1.0V 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 11 页

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf 典型器件 典型器件 0.50 0.50 0.25 40C 5.5V +25C 5.5V +85C 5.5V +125C 5.5V 40C 2.7V +25C 2.7V +85C 2.7V +125C 2.7V 40C 1.8V +25C 1.8V +85C 1.8V +125C 1.8V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V 0.25 40C 2.0V +25C 2.0V +85C 2.0V +125C 2.0V 40C 1.8V +25C 1.8V +85C 1.8V +125C 1.8V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V DNL (LSb) 0.00 DNL (LSb) 0.00 0.25 0.25 0.50 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 图 2-5: DNL 编码 (00h 至 3Fh) 和温度曲线 V DD = 5.5V,V REF = 5.5V 2.7V 1.8V 和 1.0V 0.50 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-7: DNL 编码 (00h 至 3Fh) 和温度曲线 V DD = 2.0V, V REF = 2.0V 1.8V 和 1.0V 0.50 0.25 典型器件 40C 2.7V +25C 2.7V +85C 2.7V +125C 2.7V 40C 1.8V +25C 1.8V +85C 1.8V +125C 1.8V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V 0.50 0.25 典型器件 40C 1.6V +25C 1.6V +85C 1.6V +125C 1.6V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V DNL (LSb) 0.00 DNL (LSb) 0.00 0.25 0.25 0.50 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 图 2-6: DNL 编码 (00h 至 3Fh) 和温度曲线 V DD = 2.7V, V REF = 2.7V 1.8V 和 1.0V 0.50 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-8: DNL 编码 (00h 至 3Fh) 和温度曲线 V DD = 1.8V, V REF = 1.6V 和 1.0V DS25154A_CN 第 12 页 2012 Microchip Technology Inc.

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf 0.00 典型器件 0.00 典型器件 l Scale Error (LSb) Full 0.20 0.40 0.60 0.80 FSE 5.5V FSE 2.7V FSE 1.8V FSE 1.0V When V REF =V = V DD 1.00 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) 图 2-9: 满量程误差 (FSE) 温度曲线 V DD = 5.5V,V REF = 5.5V 2.7V 1.8V 和 1.0V l Scale Error (LSb) Full 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 FSE 2.0V FSE 1.8V FSE 1.0V 1.60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-11: 满量程误差 (FSE) 温度曲线 V DD = 2.0V, V REF = 2.0V 1.8V 和 1.0V 0.00 典型器件 0.00 典型器件 0.20 1.00 l Scale Error (LSb) Full 0.40 0.60 0.80 FSE 2.7V FSE 1.8V When V REF = V DD FSE 1.0V 1.00 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) 图 2-10: 满量程误差 (FSE) 温度曲线 V DD = 2.7V, V REF = 2.7V 1.8V 和 1.0V l Scale Error (LSb) Full 2.00 3.00 4.00 FSE 1.6V FSE 1.0V 5.00 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-12: 满量程误差 (FSE) 温度曲线 V DD = 1.8V, V REF = 1.6V 和 1.0V 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 13 页

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf 典型器件 典型器件 1.00 1.00 ZSE 2.0V 0.80 ZSE 5.5V ZSE 2.7V ZSE 1.8V 0.80 ZSE 1.8V ZSE 1.0V Zero Scale Error (LSb) 0.60 0.40 0.20 ZSE 1.0V Zero Scale Error (LSb) 0.60 0.40 0.20 0.00 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) 图 2-13: 零量程误差 (ZSE) 温度曲线 V DD = 5.5V,V REF = 5.5V 2.7V 1.8V 和 1.0V 0.00 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-15: 零量程误差 (ZSE) 温度曲线 V DD = 2.0V, V REF = 2.0V 1.8V 和 1.0V 典型器件 典型器件 1.00 0.80 ZSE 2.7V ZSE 1.8V ZSE 1.0V 1.00 0.80 ZSE 1.6V ZSE 1.0V o Scale Error (LSb) Zero 0.60 0.40 o Scale Error (LSb) Zero 0.60 0.40 0.20 0.20 0.00 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) 图 2-14: 零量程误差 (ZSE) 温度曲线 V DD = 2.7V, V REF = 2.7V 1.8V 和 1.0V 0.00 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-16: 零量程误差 (ZSE) 温度曲线 V DD = 1.8V, V REF = 1.6V 和 1.0V DS25154A_CN 第 14 页 2012 Microchip Technology Inc.

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf 典型器件 典型器件 1.00 1.00 Total Unadjus sted Error (LSb) 0.75 0.50 0.25 0.00 0.25 0.50 0.75 40C 5.5V +25C 5.5V +85C 5.5V +125C 5.5V 40C 2.7V +25C 2.7V +85C 2.7V +125C 2.7V 40C 1.8V +25C 1.8V +85C 1.8V +125C 1.8V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V When V REF = V DD (code = 64) Total Unadjusted Error (LSb) 0.75 0.50 0.25 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 40C 2.0V +25C 2.0V +85C 2.0V +125C 2.0V 40C 1.8V +25C 1.8V +85C 1.8V +125C 1.8V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V 1.00 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 图 2-17: 未调整总误差 编码和温度曲线 V DD = 5.5V,V REF = 5.5V 2.7V 1.8V 和 1.0V 1.50 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-19: 未调整总误差 编码和温度曲线 V DD = 2.0V, V REF = 2.0V 1.8V 和 1.0V 典型器件 典型器件 Total Unadjusted Error (LSb) 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 0.25 0.50 0.75 40C 2.7V +25C 2.7V +85C 2.7V +125C 2.7V 40C 1.8V +25C 1.8V +85C 1.8V +125C 1.8V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V When V REF = V DD (code = 64) Total Unadjusted Error (LSb) 1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 40C 1.6V +25C 1.6V +85C 1.6V +125C 1.6V 40C 1.0V +25C 1.0V +85C 1.0V +125C 1.0V When V REF = 1.6V (due to Output Driver linearity at V DD = 1.8V) 1.00 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 图 2-18: 未调整总误差 编码和温度曲线 V DD = 2.7V, V REF = 2.7V 1.8V 和 1.0V 5.00 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-20: 未调整总误差 编码和温度曲线 V DD = 1.8V, V REF = 1.6V 和 1.0V 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 15 页

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf per C PPM p 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 000 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 典型器件 PPM / C 5.5V PPM / C 2.7V PPM / C 1.8V PPM / C 1.0V 10.00 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 图 2-21: V OUT 温度系数 编码曲线 (( ( (V OUT(+125 C) - V OUT(-40 C) ) / V OUT(+25 C, 编码 =FS) ) / 165 ) * 1,000,000), V DD = 5.5V,V REF = 5.5V 2.7V 1.8V 和 1.0V PPM per C 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 典型器件 PPM / C 2.7V PPM / C 1.8V PPM / C 1.0V 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 图 2-22: V OUT 温度系数 编码曲线 (( ( (V OUT(+125 C) - V OUT(-40 C) ) / V OUT(+25 C, 编码 =FS) ) / 165 ) * 1,000,000), V DD = 2.7V, V REF = 2.7V 1.8V 和 1.0V PPM per C 85.00 80.00 75.00 70.00 65.00 60.00 55.00 50.00 45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 5.00 10.00 典型器件 PPM / C 2.0V PPM / C 1.8V PPM / C 1.0V 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-23: V OUT 温度系数 编码曲线 (( ( (V OUT(+125 C) - V OUT(-40 C) ) / V OUT(+25 C, 编码 =FS) ) / 165 ) * 1,000,000), V DD = 2.0V, V REF = 2.0V 1.8V 和 1.0V PPM per C 典型器件 350 PPM / C 1.8V 330 PPM / C 1.0V 310 290 270 250 230 210 190 170 150 130 110 90 70 50 30 10 10 0 8 16 24 32 40 48 56 64 DAC Wiper Code 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-24: V OUT 温度系数 编码曲线 (( ( (V OUT(+125 C) - V OUT(-40 C) ) / V OUT(+25 C, 编码 =FS) ) / 165 ) * 1,000,000), V DD = 1.8V, V REF = 1.6V 和 1.0V DS25154A_CN 第 16 页 2012 Microchip Technology Inc.

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf Vo oltage / V DD 典型器件 1.0 VIL 5.5V VIL 2.7V VIL 1.8V VIH 5.5V VIH 2.7V VIH 1.8V 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0-40 -20 0 20 40 60 Temperature ( C) 80 100 120 图 2-25: SDA/SCL 输入的 V IH /V IL 阈值 温度和 V DD 曲线 Cu urrent (ua) 220 200 180 160 140 120 100 80 60 典型器件 400kHz 5.5V 400kHz 3.3V 400kHz 2.7V 400kHz 1.8V 100kHz 5.5V 100kHz 3.3V 100kHz 2.7V 100kHz 1.8V 40-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature (C) 图 2-27: 接口有效电流 (I DD ) SCL 频率 (f SCL ) 和温度曲线 V DD = 1.8V 2.7V 和 5.5V, V REF = 1.0V 和 V DD (V OUT 未加负载 ) Voltage (V) 典型器件 0.5 VOL 5.5V VOL 2.7V VOL 1.8V 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) Cu urrent (ua) 典型器件 220 200 Static 5.5V Static 3.3V Static 2.7V Static 1.8V 180 160 140 120 100 80 60 40-40 -20 0 20 40 60 Temperature (C) 80 100 120 图 2-26: 曲线 V OL (SDA) V DD 和温度 图 2-28: 接口无效电流 ( 静态 ) 温度和 V DD 曲线 V DD = 1.8V 2.7V 和 5.5V, V REF = 1.0V 和 V DD (V OUT 未加负载, SCL = SDA = V DD ) 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 17 页

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf 5 典型器件 5 典型器件 4 Code = 40h 4 V OUT (V) 3 2 V OUT (V) 3 2 Code = 00h Code = 40h 1 1 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 I SOURCE/SINK (ma) 0 0 2 4 6 8 10 12 14 I SOURCE/SINK (ma) 图 2-29: V DD = 5.0V V OUT 阻性负载曲线 图 2-31: V DD = 5.0V V OUT 拉电流 / 灌电流曲线 2.7 典型器件 2.7 典型器件 Code = 40h Code = 00h Code = 40h V OUT (V) 1.8 0.9 V OUT (V) 1.8 0.9 0.0 0 1000 2000 3000 4000 5000 I SOURCE/SINK (ma) 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 I SOURCE/SINK (ma) 图 2-30: V DD = 2.7V V OUT 阻性负载曲线 图 2-32: V DD = 2.7V V OUT 拉电流 / 灌电流曲线 DS25154A_CN 第 18 页 2012 Microchip Technology Inc.

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf 0.78 0.77 典型器件 VOUT 5.5V VOUT 2.7V 0.76 V OUT (V) 0.75 0.74 0.73 0.72 图 2-33: -40-20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature (C) V OUT 精度 V DD 和温度曲线 23000 22000 典型器件 RVREF5.5V RVREF 2.7V RVREF 1.8V 21000 Cu urrent (ua) 20000 19000 18000 17000-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 Temperature ( C) 对于 VDD 2.7V 规定的模拟性能 图 2-34: R VREF 电阻 V DD 和温度曲线 db 典型器件 3.00 0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00 18.00 21.00 Full Scale VREF = 2.7V Full Scale VREF = 5.5V 24.00 Mid Scale VREF = 2.7V Mid Scale VREF = 5.5V Quarter Scale VREF = 2.7V Quarter Scale VREF = 5.5V 27.00 30.00 1 10 100 1000 Frequency (khz) 图 2-35: -3 db 带宽 频率曲线, V DD = 5.5V 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 19 页

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf 图 2-36: 零量程至满量程稳定时间 (00h 至 40h) 曲线 V DD = 5.0V, V REF = 5.0V, R L = 5 kω, C L = 200 pf ( 时间刻度 = 2 µs/ 格 ) 图 2-38: 半量程稳定时间 (10h 至 30h) 曲线 V DD = 5.0V, V REF = 5.0V, R L = 5 kω, C L = 200 pf ( 时间刻度 = 2 µs/ 格 ) 图 2-37: 满量程至零量程稳定时间 (40h 至 00h) 曲线 V DD = 5.0V, V REF = 5.0V, R L = 5 kω, C L = 200 pf ( 时间刻度 = 2 µs/ 格 ) 图 2-39: 半量程稳定时间 (30h 至 10h) 曲线 V DD = 5.0V, V REF = 5.0V, R L = 5 kω, C L = 200 pf ( 时间刻度 = 2 µs/ 格 ) DS25154A_CN 第 20 页 2012 Microchip Technology Inc.

注 : 除非另外声明, 否则 T A = +25 C, V DD = V REF = 5V, V SS = 0V, R L = 5 kω, C L = 1 nf 2.1 测试电路 V DD V IN 4.0V ( 峰到峰 ) V REF W + V OUT - 1.0V DC 图 2-41: -3 db 增益 频率测试 图 2-40: 数字馈通 (SCL 信号耦合到 V OUT 引脚 ); V DD = 5.0V, V REF = 5.0V, F SCL = 100 khz, V OUT = 20h (V OUT 电压刻度 = 20 mv/ 格, 时间刻度 = 2 µs/ 格 ) 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 21 页

注 : DS25154A_CN 第 22 页 2012 Microchip Technology Inc.

3.0 引脚说明 表 3-1 列出了引脚说明 其后还附有更多的器件引脚说明 表 3-1: 的引脚说明 引脚名称 封装 SC70-6 引脚类型 缓冲器类型 功能 V DD 1 P 正电源输入 V SS 2 P 接地 SCL 3 I/O ST (OD) I 2 C 串行时钟引脚 SDA 4 I/O ST (OD) I 2 C 串行数据引脚 V OUT 5 I/O A 输出电压 V REF 6 I/O A V OUT 输出的参考电压 图注 : A = 模拟输入 ST (OD) = 带漏极开路输出的施密特触发器 I = 输入 O = 输出 I/O = 输入 / 输出 P = 电源 3.1 正电源输入 (V DD ) V DD 引脚是器件的正电源输入 输入电源的电压相对于 V SS, 其范围为 1.8V 至 5.5V 建议在 V DD ( 至 V SS ) 上使用一个去耦电容, 以获得最高性能 模拟规范值均在 2.7V 下测试获得 3.2 接地 (V SS ) V SS 引脚是器件参考地 3.3 I 2 C 串行时钟 (SCL) SCL 引脚是 I 2 C 接口的串行时钟引脚 仅用作从器件,SCL 引脚只接受外部串行时钟 SCL 引脚是漏极开路输出引脚 关于 I 2 C 串行接口通信的更多详细信息, 请参见第 5.0 节 串行接口 I 2 C 模块 3.5 模拟输出电压引脚 (V OUT ) V OUT 是 DAC 模拟输出引脚 DAC 输出具有一个输出放大器 V OUT 的摆幅约为 V ZS (= V SS ) 至 V FS (= V REF ) 在正常模式下, 输出引脚的直流阻抗约为 1Ω 更多信息, 请参见第 7.0 节 输出缓冲器 3.6 参考电压引脚 (V REF ) 该引脚是外部参考电压输入引脚 V REF 引脚信号是未经缓冲的, 因此参考电压必须具有在连接到内部梯形电阻网络电路 ( 典型值为 20 kω) 时不发生降压的电流能力 更多信息, 请参见第 6.0 节 电阻网络 3.4 I 2 C 串行数据 (SDA) SDA 引脚是 I 2 C 接口的串行数据引脚 SDA 引脚具有施密特触发器输入和漏极开路输出 关于 I 2 C 串行接口通信的更多详细信息, 请参见第 5.0 节 串行接口 I 2 C 模块 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 23 页

注 : DS25154A_CN 第 24 页 2012 Microchip Technology Inc.

4.0 概述 器件是一款通用 DAC, 旨在用于需要具有适度带宽的可编程电压输出的应用 A V REF 适合使用 器件的应用包括 : R FS 设置点或失调微调 传感器校准 机械式微调电位器经济的替代品 R S R W (1) 具有 4 个主要功能模块 它们是 : POR/BOR 操作 串行接口 I 2 C 模块 电阻网络 输出缓冲器 R AB R S R W (1) 送至输出缓冲器的输入 W 本节讨论 POR/BOR 操作, I 2 C 和电阻网络操作将在它们各自的小节中描述 第 5.3 节 串行命令 中讨论了命令 R S R W (1) 图 4-1 给出了器件电阻网络的框图 名为 V REF 的外部引脚是 DAC 的参考电压 从 V REF 引脚到地的电阻通常为 20 kω 连接到 V REF 引脚的参考电压需要支持该阻性负载 该电阻网络用作一个窗口分压器 这意味着 V OUT 引脚的电压范围为约 V SS 至约 V REF R ZS B R (1) W 模拟多路开关 + - 运放 V OUT 注 1: 抽头电阻与分接头有关 即, 选择每个分接头时, 电阻会有很小的差异 2:R FS 和 R ZS 电阻由将电阻网络连接到其他电路的模拟开关决定 图 4-1: 电阻网络和输出缓冲器框图 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 25 页

4.1 POR/BOR 操作 当器件从 V SS 开始施加电源时, 发生上电复位 当对器件供电时, 如果电源 ( 电压 ) 降到低于规定范围, 会发生欠压复位 器件的 RAM 保持电压 (V RAM ) 低于 POR/BOR 电压跳变点 (V POR /V BOR ) 这可以确保在发生器件上电复位时, 逻辑可以保留已装入的默认值 最大 V POR /V BOR 电压低于 1.8V 当 V POR /V BOR < V DD < 1.8V 时,DAC 的电气性能可能无法满足数据手册中的规范 表 4-2 列出了 DAC 在整个 V DD 范围内的功能级别, 图 4-2 给出了上电和欠压功能的图示 4.1.1 上电复位 器件上电时, 器件 V DD 将上升到高于 V POR /V BOR 电压 一旦 V DD 电压高于 V POR /V BOR 电压, 会发生以下情况 : 易失性串行移位寄存器 / 抽头寄存器中装入默认值 ( 见表 4-1) 器件能够进行数字操作 注 : 表 4-1: 默认 POR 抽头设置 在低于 V DD(MIN) 的电压下, I 2 C 接口的电气性能可能无法满足数据手册规范 默认 POR 抽头设置选择 串行移位寄存器 (SSR) 抽头寄存器 中间量程 20h 20h 4.1.2 欠压复位 器件关闭电源时, 器件 V DD 将下降到低于 V POR /V BOR 电压 (V BOR < 1.8V) 一旦 V DD 电压降到低于 V POR / V BOR 电压, 会发生以下情况 : 串行接口被禁止如果 V DD 电压降到低于 V RAM 电压, 会发生以下情况 : 易失性串行移位寄存器 (SSR) 和抽头寄存器的内容可能被破坏对于电压恢复到高于 V POR /V BOR 电压时的情况, 请参见第 4.1.1 节 上电复位 串行命令由于欠压条件而未能完成时, 可能导致存储单元的内容被破坏 4.1.3 抽头寄存器 (RAM) 抽头寄存器是一个 7 位的易失性存储器, 它在 RAM 保持电压 (V RAM ) 下开始工作 当 V DD 上升到高于 V POR / V BOR 电压时, 抽头寄存器将装入默认的抽头值 4.1.4 器件电流 器件电流可以分为两种器件工作模式 它们为 : 串行接口无效 ( 静态操作 ) 串行接口有效静态操作在接收到停止条件时发生 静态操作在接收到启动条件时退出 表 4-2: 每个 V DD 区域下的器件功能 ( 注 1) V DD 电压串行接口 V OUT DAC 寄存器设置备注 V DD < V TH 忽略 未知 未知 V TH < V DD < V BOR 忽略 拉为低电平 未知 V BOR V DD < 1.8V 未知 在低电气规范值下工作 DAC 寄存器中装入 POR/ BOR 值 1.8V V DD 5.5V 接受 正常工作 DAC 寄存器决定串行值 满足数据手册中的规范 注 1: 对于低于最小工作电压的系统电压, 建议使用电压监控器来使系统保持在复位状态 这可以确保不会在器 件工作范围之外尝试执行 MCP47x1 命令 DS25154A_CN 第 26 页 2012 Microchip Technology Inc.

V DD 正常工作范围 超出规定的交流 / 直流范围 正常工作范围 1.8V V POR/BOR V RAM V SS 低于最小工作电压 器件的串行接口 不工作 V BOR 延时 抽头被强制设为默认 POR/BOR 设置 图 4-2: 上电和欠压 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 27 页

注 : DS25154A_CN 第 28 页 2012 Microchip Technology Inc.

5.0 串行接口 I 2 C 模块 双线 I 2 C 串行协议用于写入或读取 DAC 的抽头寄存器 I 2 C 协议采用了 SCL 输入引脚和 SDA 输入 / 输出引脚 I 2 C 接口支持以下特性 : 从器件工作模式 7 位寻址 支持以下时钟速率模式 : - 标准模式, 比特率最高为 100 kb/s - 快速模式, 比特率最高为 400 kb/s 支持多主器件应用串行时钟由主器件产生 I 2 C 模块与 NXP I 2 C 规范 (# UM10204) 兼容 仅定义了帧的字段类型 字段长度和时序等方面 帧的内容将决定器件的行为 数据手册本章将定义 器件的帧内容 图 5-1 给出了典型的 I 2 C 总线配置 单条 I 2 C 总线配置 主机控制器 器件 1 器件 3 器件 n 器件 2 器件 4 5.1 I 2 C I/O 注意事项 I 2 C 规范要求连接到总线的器件上具有低电平有效 高电平无效的功能 由于器件可能使用独立电源工作, 所以不允许使用 ESD 钳位二极管 规范建议使用漏极开路晶体管 ( 连接到 V SS, 公共端 ) 和上拉电阻 规范对于该上拉电阻的大小提出了一些一般建议, 但未规定其确切值, 因为总线速度和总线电容会影响实现最佳系统性能的上拉值 常用上拉值的范围为 1kΩ 至最高约 10 kω 功耗敏感应用通常选择较高的值, 以最大程度降低通信期间的电流损失, 但这些应用通常也采用较低的 V DD 在器件掉电时, SDA 和 SCL 悬空 ( 不驱动 ) 当 SCL 和 SDA 引脚为输入时, 引脚上存在一个 毛刺 滤波器 当这些引脚为输出时, 引脚上存在与器件频率无关的压摆率控制 5.1.1 斜率控制 器件对于 SDA 输出实现了斜率控制 斜率控制由快速模式规范定义 对于快速 (FS) 模式, 器件在 SDA 和 SCL 引脚上具有尖峰脉冲抑制功能和施密特触发器输入 图 5-1: 典型应用 I 2 C 总线配置 关于详细的输入阈值和时序规范, 请参见第 2.0 节 典型性能曲线 中的交流 / 直流电气特性表 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 29 页

5.2 I 2 C 位定义 I 2 C 位定义包括 : 启动位 数据位 应答 (A) 位 重复启动位 停止位 时钟延长图 5-8 给出了这些状态的波形 5.2.1 启动位 启动位 ( 见图 5-2) 指示数据传输序列开始 启动位定义为在 SCL 信号为 高电平 时, SDA 信号下降 SDA SCL 图 5-2: 5.2.2 数据位 启动位 SDA 信号可以在 SCL 信号为低电平时改变状态 当 SCL 信号为高电平时,SDA 信号必须保持稳定 ( 见图 5-3) SDA SCL 图 5-3: S 数据位 第 1 位 第 1 位 第 2 位 第 2 位 如果从器件地址无效, 从器件会发出无应答 (A) A 位的 SDA 信号为高电平 如果出现错误条件 ( 例如 A 而不是 A), 则必须发出启动位来复位命令状态机 表 5-1: A/A 响应事件应答位响应备注 广播呼叫 5.2.4 重复启动位 A 从器件地址有效 A 从器件地址无效 A 总线冲突 N.A. I 2 C 模块发生复位, 或者如果冲突是在主器件的启动位发生的, 则视为 无关 事件 重复启动位 ( 见图 5-5) 指示当前主器件希望继续与当前从器件进行通信, 而又不释放 I 2 C 总线 重复启动条件与启动条件基本相同, 只是重复启动位是跟随在启动位 ( 以及数据位 + A 位 ) 之后, 而不是停止位之后 启动位是数据传输序列的开始, 定义为在 SCL 信号为 高电平 时 SDA 信号下降 注 1: 在重复启动条件期间, 以下事件将会导致发生总线冲突 : 当 SCL 由低电平变为高电平时, SDA 被采样为低电平 在 SDA 被置为低电平之前,SCL 变为低电平 这指示另一个主器件正试图发送一个数据 1 5.2.3 应答 (A) 位 A 位 ( 见图 5-4) 是从从器件传输到主器件的响应 根据传输序列的上下文, A 位可以指示不同情况 通常, 从器件会在接收到启动位和 8 个 数据 位之后提供 A 响应 A 位的 SDA 信号为低电平 SDA SCL 第 1 位 SDA SCL 8 D0 A 9 图 5-5: Sr = 重复启动 重复启动条件波形 图 5-4: 应答波形 DS25154A_CN 第 30 页 2012 Microchip Technology Inc.

5.2.5 停止位 停止位 ( 见图 5-6) 指示 I 2 C 数据传输序列结束 停止位定义为在 SCL 信号为 高电平 时,SDA 信号上升 停止位会复位其他器件的 I 2 C 接口 5.2.7 中止发送 如果 I 2 C 发送数据的任何部分不满足命令格式要求, 则它会被中止 可以通过启动或停止条件来特意实现这一点 这么做可以在带有噪声的发送数据 ( 通常是一个额外的启动或停止条件 ) 损坏器件之前中止它们 SDA A/A SCL 图 5-6: P 停止条件接收或发送模式 5.2.8 忽略 I 2 C 数据发送并 脱离 总线 总是预期接收到完整 有效的 I 2 C 命令, 并假定任何未定义为有效命令的命令都是由于总线数据损坏的原因而产生的, 并且此时 SDA 信号会进入被动高电平状态 所有信号都会被忽略, 直到接收到下一个有效的启动条件和控制字节为止 5.2.6 时钟延长 时钟延长 是辅助器件可以执行的一种操作, 以便可以有更多时间来 响应 已接收的 数据 由于存储器读访问的速度足够快, 所以 不会延长时钟信号 (SCL) SDA SCL 图 5-7: S 第第第第第第第第 A/A 第第第第第第第第 A/A P 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 位位位位位位位位位位位位位位位位典型的 16 位 I 2 C 波形格式 SDA SCL 启动条件 允许数据改变 数据或应答有效 停止条件 图 5-8: I 2 C 数据状态和位序列 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 31 页

5.2.9 I 2 C 命令协议 是一款支持 7 位从器件寻址的 I 2 C 从器件 从器件地址包含 7 个固定位 图 5-9 显示了控制字节格式 5.2.9.1 控制字节 ( 从器件地址 ) 控制字节总是以启动条件开始 控制字节包含由 7 个固定位组成的从器件地址和 R/W 位 图 5-9 显示了控制字节格式, 表 5-2 显示了器件的 I 2 C 地址 S A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 R/W A/A 0 1 0 1 1 1 0 启动位 图 5-9: 址位 从器件地址 A 位 ( 由从器件控制 ) A = 0 = 从器件应答字节 A = 1 = 从器件不应答字节 R/W 位 R/W = 0 = 写 R/W = 1 = 读 I 2 C 控制字节中的从器件地 表 5-2: 器件 I 2 C 地址 器件 I 2 C 地址 二进制 (1) 十六进制 代码 备注 0101110 0x5C A0 0111110 0x7C A1 注 1: 8 位十六进制代码的 LSb 为 I 2 C 读 / 写 (R/ W) 位 该十六进制值的 R/W 位 = 0 ( 写 入 ) 如果 R/W 位反映的是读操作, 则这 些值将为 0x5D 和 0x7D 注 1: 器件支持两个不同的 I 2 C 地址 (A0 和 A1) 这使得在同一 I 2 C 总线上可以有两个 器件 5.2.9.2 硬件地址引脚 不支持硬件地址位 5.2.10 广播呼叫 广播呼叫是主器件与所有其他从器件进行通信的一种方法 器件不会响应广播呼叫地址和命令, 因此对于这些通信将产生无应答 第二个字节 S 0 0 0 0 0 0 0 0 A X X X X X X X 0 A P 广播呼叫地址 7 位命令 保留的 7 位命令 ( 根据 I 2 C 规范 NXP 规范 # UM10204, 版本 03 16,2007 年 1 月 ) 0000 011 b 通过硬件复位并写入从器件地址的可编程部分 0000 010 b 通过硬件写入从器件地址的可编程部分 0000 000 b 不允许 以下是 硬件广播呼叫 格式 第二个字节 n 个 ( 数据 + A/A) S 0 0 0 0 0 0 0 0 A X X X X X X X 1 A X X X X X X X X A P 广播呼叫地址 7 位命令 它表示 硬件广播呼叫 将忽略该字节和所有后续字节 ( 以及 A), 直到遇到停止位 (P) 为止 图 5-10: 广播呼叫格式 DS25154A_CN 第 32 页 2012 Microchip Technology Inc.

5.3 串行命令 器件支持两条串行命令 这两条命令是 : 写操作 读操作 I 2 C 命令格式定义为支持 SMBus V2.0 字节 / 字写入协议格式和字节 / 字读取协议格式 定义该操作的 SMBus 规范为 V2.0 文档 (2000 年 8 月 3 日 ) 的第 5 章 该协议格式对于使用 I 2 C 总线库程序的客户会很方便, 他们只需指定命令 ( 读 写...) 与器件地址 寄存器地址和数据即可 5.3.1 写操作 写操作需要启动条件 控制字节 应答 命令编码 应答 数据字节 应答和停止 ( 或重复启动 ) 条件 控制 ( 从器件地址 ) 字节要求 R/W 位等于逻辑零 (R/W = 0), 以生成写序列 负责产生应答 (A) 位 每次传送字节之后, 数据将写入 ( 在 A 位期间 ) 如果在数据传输期间产生了停止或重复启动条件 ( 在 A 位之前 ), 数据将不会写入 数据字节可以在每次应答之后写入 该命令在出现停止 (P) 条件时立即终止 关于单字节写序列, 请参见图 5-11 ; 关于通用 ( 多字节 ) 写序列, 请参见图 5-12 对于单字节写操作, 主器件会在发送第 1 个数据字节之后发送停止或重复启动条件 每个数据字节的 MSb 都是无关位, 因为抽头寄存器只有 7 位宽 该命令在出现停止 (P) 或重复启动 (S) 条件时立即终止 图 5-13 显示了主器件和 器件的 I 2 C 写通信行为, 以及所产生的 I 2 C 总线值 5.3.2 读操作 读操作需要启动条件 控制字节 应答 命令编码 应答 重复启动条件 控制字节 应答和数据字节, 主器件产生 A 和停止 ( 或重复启动 ) 条件 第一个控制字节要求 R/W 位等于逻辑零 (R/W = 0) 来写入命令编码, 而第二个控制字节要求 R/W 位等于逻辑 1 (R/W = 1) 来生成读序列 将应答 (A) 从器件地址字节, 并对于所有数据字节产生无应答 (A) I 2 C 主器件将对于从器件地址字节和最后一个数据字节产生无应答 (A) 如果存在多个数据字节, I 2 C 主器件将应答除最后一个数据字节之外的所有数据字节 ( 对于最后一个数据字节, 它产生无应答 A) 将维持对于 SDA 信号的控制, 直到送出所有数据位为止 该命令在出现停止 (P) 或重复启动 (S) 条件时立即终止 关于读命令序列的信息, 请参见图 5-14 对于单次读操作, 主器件会在从器件发送第 1 个数据字节 ( 和 A 位 ) 之后发送停止或重复启动条件 每个数据字节的 MSb 总是为 0, 因为抽头寄存器只有 7 位宽 图 5-15 显示了主器件和 器件的 I 2 C 读通信行为, 以及所产生的 I 2 C 总线值 注 : 如果命令编码的值不为零, 将导致不从抽头寄存器读取数据 注 : 如果命令编码的值不为零, 将导致不向抽头寄存器写入数据 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 33 页

固定地址 读 / 写位 ( 0 = 写 ) 停止位 S 0 1 0 1 1 1 0 0 A 0 0 0 0 0 0 0 0 A X D6D5D4D3 D2D1D0 A P 图注 S = 启动条件 P = 停止条件 A = 应答 X = 无关位 R/W = 读 / 写位 D6:D0 = 数据位 从器件地址字节 (1) 命令编码数据字节 注 1: 使用从器件地址选项 A0(5Ch) 的示例 图 5-11: I 2 C 单字节写命令格式 固定地址 读 / 写位 ( 0 = 写 ) S 0 1 0 1 1 1 1 0 A 0 0 0 0 0 0 0 0 A X D6D5D4D3 D2D1D0 A (1) 从器件地址字节命令编码数据字节 停止位 XD6D5D4D3 D2 D1 D0 数据字节 A X D6D5D4D3 D2D1D0 A P 数据字节 S = 启动条件 P = 停止条件 A = 应答 X = 无关位 R/W = 读 / 写位 D6:D0 = 数据位图注注 1: 使用从器件地址选项 A0(5Ch) 的示例 图 5-12: I 2 C 写命令格式 DS25154A_CN 第 34 页 2012 Microchip Technology Inc.

写入 1 个字节, 命令编码 = 00h 主器件 写入 2 个字节, 命令编码 = 00h R / A C A C A C S 从器件地址 W K 命令编码 K 数据字节 K P S 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 d d d d d d d 1 P 0 0 0 I 2 C 总线 S 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d d d d d d d 0 P R A A A / C C C S 从器件地址 W K 命令编码 K 数据字节 K 主器件 S 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 d d d d d d d 1 0 0 0 I 2 C 总线 S 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d d d d d d d 0 主器件 A C 数据字节 K P 0 d d d d d d d 1 P 0 I 2 C 总线 0 d d d d d d d 0 P 图 5-13: I 2 C 写通信行为 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 35 页

S 0 1 0 1 1 1 0 0 A 0 0 0 0 0 0 0 0 A 注 S 从器件地址字节 (3) 0 1 0 1 1 1 0 1 (3) 从器件地址字节 读 / 写位 ( 0 = 写 ) A 命令编码 读 / 写位 ( 1 = 读 ) 数据字节 停止位 0 D6D5D4D3 D2D1D0A (2) P 图注 S = 启动条件 P = 停止条件 A = 应答 X = 无关位 R/W = 读 / 写位 D6:D0 = 数据位 1: 主器件负责产生 ACK/NACK 信号 如果出现 NACK 信号, 将会中止该传输并释放总线 2: 主器件将产生 NACK 信号, 将会释放总线, 从而主器件可以产生停止或重复启动条件 3: 使用从器件地址选项 A0 (5Ch) 的示例 图 5-14: I 2 C 读命令格式 读取 1 个字节, 命令编码 = 00h R A A R A / C C R / C S 从器件地址 W K 命令编码 K S 从器件地址 W K 主器件 S 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 S 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 I 2 C 总线 S 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S 0 1 0 1 1 1 0 1 0 主器件 数据字节 A C K P 1 P 0 d d d d d d d 1 I 2 C 总线 读取 2 个字节, 命令编码 = 00h 0 d d d d d d d 1 P R A A R A / C C R / C S 从器件地址 W K 命令编码 K S 从器件地址 W K 主器件 S 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 S 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 I 2 C 总线 S 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S 0 1 0 1 1 1 0 1 0 数据字节 A C K 数据字节 A C K P 主器件 0 1 P 0 d d d d d d d 1 0 d d d d d d d 1 I 2 C 总线 0 d d d d d d d 0 0 d d d d d d d 1 P 图 5-15: I 2 C 读通信行为 DS25154A_CN 第 36 页 2012 Microchip Technology Inc.

6.0 电阻网络 电阻网络由 R AB 梯形电阻网络组成 R AB 电阻的典型电阻为 20 kω 图 6-1 给出了电阻网络和输出缓冲器的框图 从 V REF 引脚到地的电阻称为 R VREF 7 位 I 2 C 数据字节 (00h - 7Fh) 会被解码为 6 位抽头值 (00h - 40h) 第 6.3 节介绍了从串行移位缓冲器到抽头寄存器的解码 6.1 R VREF 电阻 R VREF 电阻是从 V REF 引脚到地的电阻, 属于 R AB 电阻的一部分 公式 6-1 说明了如何计算 R VREF 6.1.1 V REF 引脚电流 (I VREF ) 流入 V REF 引脚的电流取决于 V REF 引脚上的电压 (V REF ) 和 R VREF 电阻 V REF 引脚的电压源电流能力应支持最低为 R VREF 电阻的阻性负载 公式 6-1: R VREF = (V REF) (I VREF ) 计算 R VREF V REF 是 V REF 引脚上的电压 I VREF 是流入 V REF 引脚的电流 6.2 R AB 梯形电阻网络 R AB 梯形电阻网络是一个采用分压器配置的数字电位器 R AB 梯形电阻网络具有 64 个串联的 R S 电阻 该梯形电阻网络具有 65 个抽头分接头, 可以将抽头连接到梯形电阻网络的底部 ( 接线端 B, 零量程 ) 和顶部 ( 接线端 A, 满量程 )( 见图 6-1) 由于 R AB 梯形电阻网络具有偶数个 R S 电阻, 所以当抽头处于中间量程值时, V OUT 等于 V REF /2 R AB 电阻还包括 R FS 和 R ZS 电阻 ( 见第 6.2.2 节 ) R AB ( 和 R S ) 电阻会随电压和温度发生微小变化 典型 R AB 电阻为 10 kω 6.2.1 抽头 易失性抽头寄存器中的值用于选择关闭哪个模拟开关, 从而将 W 接线端连接到梯形电阻网络的选定节点 抽头寄存器的值基于串行移位寄存器的值而得到 ( 见第 6.3 节 ) 抽头电阻的任何变化都不会影响 W 接线端上的电压, 因而不会影响输出缓冲器的输入 6.2.2 R FS 和 R ZS 电阻 R FS 和 R ZS 电阻是 R AB 电阻实现的人为定义 在框图中包含这些电阻是为了帮助更好地构造实际器件操作的模型 公式 6-2 说明了如何基于测量电压 V REF V FS 和 V ZS 以及测量电流 I VREF 估算 R S R FS 和 R ZS 电阻 公式 6-2: 估算 R S R FS 和 R ZS R FS = V REF I VREF R ZS = R S = V ZS I VREF V S I VREF 其中 : (V FS - V ZS ) V S = 64 V FS 是抽头编码处于满量程时的 V OUT 电压 V ZS 是抽头编码处于零量程时的 V OUT 电压 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 37 页

A V REF R FS R S N = 64 (40h) R W (1) R AB / R VREF 64 * R S R S R S R S N = 63 (3Fh) N = 62 (3Eh) N = 1 (01h) R W (1) R W (1) R W (1) W + - 运放 V OUT R ZS N = 0 (00h) R W (1) 模拟多路开关 输出缓冲器 ( 第 7.0 节 ) B 抽头值 电阻网络 ( 第 6.0 节 ) 注 1: 抽头电阻与分接头有关 即, 选择每个分接头时, 电阻会有很小的差异 图 6-1: 电阻网络和输出缓冲器框图 DS25154A_CN 第 38 页 2012 Microchip Technology Inc.

6.3 串行缓冲器到抽头寄存器的解码 I 2 C 的数据字节为 8 位, 但仅实现了其中的低 7 位 该寄存器称为串行移位寄存器 (SSR) 抽头寄存器支持寻址 65 个分接头 (6 位分辨率 ) 表 6-1 列出了串行移位寄存器到抽头寄存器值的解码 注 1: I 2 C 写命令和读命令会访问串行移位寄存器 (SSR) 中的值 2: I 2 C 数据字节的 MSb 会被忽略, 不装入 SSR 写入 C0h 时, 将产生与写入 40h ( 中间量程 ) 相同的 V OUT 电压 随后的读命令 ( 读取 SSR) 将产生值 40h 3:7 位 SSR 值会被解码为控制抽头位置的 6 位 (65 个分接头 ) 值 表 6-1: 串行移位寄存器的值解码为抽 头值 I 2 C 写数据 SSR (1) 抽头值 (2) 备注 00h 00h 00h 抽头寄存器处于零 量程, V OUT = V SS 01h 或 81h 01h 01h 02h 或 82h 02h 02h : : : 20h 或 A0h 20h 20h 中间量程 (POR 值 ), V OUT = (1/2) * V REF : : : 3Eh 或 BEh 3Eh 3Eh 抽头寄存器 = SSR - 20h 3Fh 或 BFh 3Fh 3Fh 抽头寄存器 = SSR - 20h 40h - 7Fh 或 C0h - FFh 注 40h - 7Fh 40h 抽头寄存器处于满量程, V OUT = V REF 1: 串行移位寄存器 (SSR) 为 7 位宽, 存放通过 I 2 C 写命令写入的值 I 2 C 读命令将读取该寄存器中的值 2: 抽头值为控制梯形电阻网络抽头位置的值 6.4 电阻变化 ( 电压和温度 ) R AB 电阻实现为仅产生最低限度的变化 ( 通过设计实现 ) 发生任何变化时, 所有电阻元件将一致地发生变化, 所以电阻元件随温度变化和工艺差异而产生的变化是相互追随的 电阻元件随工作电压范围产生的变化也是最低限度的 因此, 器件的 V REF 电阻 (R VREF ) 因工作电压而产生的变化也是最低限度的 由于 V OUT 引脚的电压是按比例生成的, 所以电阻元件会随温度变化 工艺差异和工作电压变化而一致地发生变化 对于 V OUT 引脚的电压只会观察到最低限度的变化 6.5 POR 值 POR/BOR 事件会在易失性串行移位寄存器 ( 从而在抽头寄存器 ) 中装入默认值 表 6-2 列出了所提供的默认值 表 6-2: POR/BOR 设置 寄存器值 (1) 器件 设置 SSR 抽头 中间量程 20h 或 A0h 20h 注 1: 可提供定制的 POR/BOR 抽头设置选项 ; 更多信息, 请与当地的 Microchip 销售办 事处联系 定制选项具有 NRE 和最小订量 要求 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 39 页

注 : DS25154A_CN 第 40 页 2012 Microchip Technology Inc.

7.0 输出缓冲器 在器件上电时, V OUT 引脚会悬空为未知值 当器件的 V DD 高于器件的晶体管阈值电压时, 输出将开始下拉为低电平 在 V DD 高于 POR/BOR 跳变点 (V BOR /V POR ) 之后, 电阻网络的抽头将装入 POR 值 (20h, 它是中间量程 ) 在器件 V DD 处于 2.7V 之前, 缓冲器的输出电压 (V OUT ) 可能不会处于规范范围内 此外, 还必须考虑输出的压摆率和稳定时间 7.1 输出缓冲器 /V OUT 操作 DAC 输出使用一个低功耗的高精度输出放大器 ( 运放 ) 进行缓冲 该放大器可提供具有低失调电压和低噪声特性的轨到轨输出 该放大器的输出可以驱动阻性和容性负载, 不会产生振荡 该放大器提供的最大负载电流对于大多数可编程参考电压应用来说都已经足够 图 7-1 给出了框图 注 1: 负载电阻必须保持高于 5kΩ, 以产生稳定的预期模拟输出 ( 以满足电气规范 ) 请参见 : 第 1.0 节 电气特性 了解输出放大器的规范 第 7.3 节 驱动阻性和容性负载 了解更多设计信息 7.1.1 输出电压 易失性 DAC 寄存器的值将控制模拟 V OUT 电压 易失性抽头寄存器的值是无符号二进制值 公式 7-1 给出了输出电压的计算公式 公式 7-1: 计算输出电压 (V OUT ) V OUT = V ZS + (N * V S ) 当 R FS = R ZS = 0Ω 时 : N = 抽头编码 = 0 至 64 串行移位寄存器的值将在写命令最后一个字节的应答脉冲的下降沿锁存 然后,V OUT 电压将开始驱动为新的值 以下事件会更新模拟电压输出 (V OUT ): 上电复位 写命令最后一个字节的应答脉冲的下降沿 7.1.2 步阶电压 (V S ) V ZS = 0V V FS = V REF V ZS 是抽头编码 = 00h 时的 V OUT 电压 步阶电压取决于器件分辨率 (64 个 R S ) 和输出电压范围 (V ZS 至 V FS ) 公式 7-2 说明了如何计算电阻步长 增益 = 1x 公式 7-2: V S = V S 计算 (V FS - V ZS ) 64 V W 运放 V OUT V FS 是抽头编码处于满量程时的 V OUT 电压 V ZS 是抽头编码处于零量程时的 V OUT 电压 图 7-1: 输出缓冲器框图 表 7-1 列出了对于给定的易失性抽头寄存器值计算的 V OUT 电压 这些计算基于不同的 V REF 电压值 (1.5V 3.3V 和 5.0V), 并假定 R FS = R ZS = 0Ω 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 41 页

表 7-1: 十六进制 抽头值 十进制 理论 DAC 输出值 V ( OUT 1 ) 比率 V REF 1.5 3.3 5.0 十六进制 抽头值 十进制 比率 V OUT ( 1 ) V REF 1.5 3.3 5.0 00h 0 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 20h 32 0.5000 0.7500 1.6500 2.5000 01h 1 0.0156 0.0234 0.0516 0.0781 21h 33 0.5156 0.7734 1.7016 2.5781 02h 2 0.0313 0.0469 0.1031 0.1563 22h 34 0.5313 0.7969 1.7531 2.6563 03h 3 0.0469 0.0703 0.1547 0.2344 23h 35 0.5469 0.8203 1.8047 2.7344 04h 4 0.0625 0.0938 0.2063 0.3125 24h 36 0.5625 0.8438 1.8563 2.8125 05h 5 0.0781 0.1172 0.2578 0.3906 25h 37 0.5781 0.8672 1.9078 2.8906 06h 6 0.0938 0.1406 0.3094 0.4688 26h 38 0.5938 0.8906 1.9594 2.9688 07h 7 0.1094 0.1641 0.3609 0.5469 27h 39 0.6094 0.9141 2.0109 3.0469 08h 8 0.1250 0.1875 0.4125 0.6250 28h 40 0.6250 0.9375 2.0625 3.1250 09h 9 0.1406 0.2109 0.4641 0.7031 29h 41 0.6406 0.9609 2.1141 3.2031 0Ah 10 0.1563 0.2344 0.5156 0.7813 2Ah 42 0.6563 0.9844 2.1656 3.2813 0Bh 11 0.1719 0.2578 0.5672 0.8594 2Bh 43 0.6719 1.0078 2.2172 3.3594 0Ch 12 0.1875 0.2813 0.6188 0.9375 2Ch 44 0.6875 1.0313 2.2688 3.4375 0Dh 13 0.2031 0.3047 0.6703 1.0156 2Dh 45 0.7031 1.0547 2.3203 3.5156 0Eh 14 0.2188 0.3281 0.7219 1.0938 2Eh 46 0.7188 1.0781 2.3719 3.5938 0Fh 15 0.2344 0.3516 0.7734 1.1719 2Fh 47 0.7344 1.1016 2.4234 3.6719 10h 16 0.2500 0.3575 0.8250 1.2500 30h 48 0.7500 1.1250 2.4750 3.7500 11h 17 0.2656 0.3984 0.8766 1.3281 31h 49 0.7656 1.1484 2.5266 3.8281 12h 18 0.2813 0.4219 0.9281 1.4063 32h 50 0.7813 1.1719 2.5781 3.9063 13h 19 0.2969 0.4453 0.9797 1.4844 33h 51 0.7969 1.1953 2.6297 3.9844 14h 20 0.3125 0.4688 1.0313 1.5625 34h 52 0.8125 1.2188 2.6813 4.0625 15h 21 0.3281 0.4922 1.0828 1.6406 35h 53 0.8281 1.2422 2.7328 4.1406 16h 22 0.3438 0.5156 1.1344 1.7188 36h 54 0.8438 1.2656 2.7844 4.2188 17h 23 0.3594 0.5391 1.1859 1.7969 37h 55 0.8594 1.2891 2.8359 4.2969 18h 24 0.3750 0.5625 1.2375 1.8750 38h 56 0.8750 1.3125 2.8875 4.3750 19h 25 0.3906 0.5859 1.2891 1.9531 39h 57 0.8906 1.3359 2.9391 4.4531 1Ah 26 0.4063 0.6094 1.3406 2.0313 3Ah 58 0.9063 1.3594 2.9906 4.5313 1Bh 27 0.4219 0.6328 1.3922 2.1094 3Bh 59 0.9219 1.3828 3.0422 4.6094 1Ch 28 0.4375 0.6563 1.4438 2.1875 3Ch 60 0.9375 1.4063 3.0938 4.6875 1Dh 29 0.4531 0.6797 1.4953 2.2656 3Dh 61 0.9531 1.4297 3.1453 4.7656 1Eh 30 0.4688 0.7031 1.5469 2.3438 3Eh 62 0.9688 1.4531 3.1969 4.8438 1Fh 31 0.4844 0.7266 1.5984 2.4219 3Fh 63 0.9844 1.4766 3.2484 4.9219 40h 64 1.0000 1.5000 3.3000 5.0000 注 1: V OUT 电压基于 R FS 和 R ZS = 0Ω DS25154A_CN 第 42 页 2012 Microchip Technology Inc.

7.1.3 放大器输入电压 (V W ) 为确保放大器在其线性范围内工作, 送至输出放大器输入的电压 (V W ) 必须满足一些要求 器件 V DD 电压 2.7V 时, 对于所有 V REF 电压 ( 1.0V) 和 DAC 寄存器编码, 放大器都处于线性区域中 器件 V DD 电压 < 2.7V 时, 对于放大器输入电压 (V W ), 在达到某个电压时, 放大器输出将不再是线性的 图 2-20 显示了这一点 ; 其中, V DD = 1.8V, V REF = 1.6V 较高的 DAC 寄存器编码会先遇到输出缓冲器的非线性问题 非线性也会受工作温度影响 图 7-2 显示了基于器件 V DD /V REF 电压和放大器输入电压的放大器线性趋势 该趋势也会受器件温度影响 V NL 是放大器输出变为非线性的电压 在 V W 电压小于 V NL 电压时, 放大器的输出是线性的 当器件 V DD 降低, 使放大器的非线性范围增大时, 可以通过两种方法来保持 V W < V NL : 1. 降低 V REF 电压 2. 减小 DAC 寄存器编码这两种方法都会降低最大可用输出电压 V DD / V REF V DD = 5.5V 图 7-3 给出了在已知 V OUT 电压 V REF 电压或最大 DAC 寄存器编码中的两个变量时, 分别求解它们的公式 在 V DD 电压低于规定的模拟性能电压 (2.7V) 时, 可以通过 DAC 寄存器值 /V REF 电压进行器件校准, 以确保不会将 V OUT 电压驱动到输出放大器的非线性区域 使用测量的 V NL 电压作为 V OUT 电压, 可以平衡 V REF 电压和最大 DAC 编码之间的选择 DAC 寄存器编码 64 是满量程编码 图 7-3: 寄存器编码 V OUT = V REF * V REF = DAC 编码 = 64 * V OUT DAC 编码 64 * V OUT V REF DAC 编码 64 求解 V OUT V REF 或 DAC V DD = 1.8V V W 理想 实际 ( 基于器件 V DD 和温度 ) 0 V DD / V REF V OUT 图 7-2: 放大器输入 (V W ) 放大器输出 (V OUT ) 一般特性曲线 (V REF = V DD ) 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 43 页

7.2 输出压摆率 图 7-4 给出了 V OUT 引脚压摆率的示例 连接到 V OUT 引脚的电路的特性会影响压摆率 V OUT(B) V OUT V OUT(A) 压摆率 = 图 7-4: 抽头 = A 7.2.1 小容性负载 V OUT 引脚压摆率 对于小容性负载, 输出缓冲器的电流不会受容性负载 (C L ) 影响 但尽管如此, V OUT 引脚的电压并不是从一个输出值 ( 抽头编码值 ) 跳变为下一个输出值 V OUT 电压的变化会受输出缓冲器的特性限制, 所以 V OUT 引脚电压会具有一个从旧电压变为新电压的斜率 该斜率对于输出缓冲器是固定的, 称为缓冲器压摆率 (SR BUF ) 7.2.2 大容性负载 抽头 = B 时间 V OUT(B) - V OUT(A) ΔT 对于较大的容性负载, 压摆率由两个因素决定 : 输出缓冲器的短路电流 (I SC ) V OUT 引脚的外部负载 I OUT 不能超出输出缓冲器的短路电流 (I SC ), 这将决定输出缓冲器的压摆率 (SR BUF ) 容性负载(C L ) 上的电压 V CL 的变化速率与 I OUT 成比例关系, 这将决定容性负载的压摆率 (SR CL ) 所以,V CL 电压压摆率会被限制为小于输出缓冲器内部设置的压摆率 (SR BUF ) 和容性负载压摆率 (SR CL ) 7.3 驱动阻性和容性负载 V OUT 引脚能够驱动高达 100 pf 的容性负载和与之并联的 5kΩ 阻性负载 ( 以满足电气规范 ) 图 2-29 给出了 V OUT 阻性负载曲线 在负载电阻低于约 3.5 kω 时,V OUT 会随负载电阻的减小而缓慢下降 建议使用 R L 大于 5kΩ 的负载 驱动大容性负载会使电压反馈运放产生稳定性问题 当负载电容增大时, 反馈环路的相位裕度会减小, 闭环带宽也会变窄 这会使频率响应中产生增益剧增 (gain peaking), 并使阶跃响应中产生过冲和振铃 即, 由于 V OUT 引脚的电压无法快速跟随缓冲器的输入电压而变化 ( 由于大容性负载 ), 输出缓冲器将过冲超出所需的目标电压 当驱动器检测到这种电压过冲时, 它会通过将它强制设为低于目标的电压来进行补偿 这会导致在 V OUT 引脚上产生电压振铃 所以, 使用输出缓冲器驱动大容性负载时, 在输出上使用一个小串联电阻 (R ISO, 见图 7-5) 使输出负载在较高频率时呈现阻性, 可以提高输出缓冲器的稳定性 ( 反馈环路的相位裕度 ) 然而, 其带宽通常会低于无容性负载时的带宽 V W 图 7-5: 用于针对大容性负载 (C L ) 稳定输出缓冲器的电路 电路的 R ISO 电阻值需要进行选择 请在实验室中验证对于该 R ISO 电阻值产生的频率响应峰值, 以及阶跃响应是否存在过冲 修改 R ISO 的电阻值, 直到输出特性满足要求为止 一种评估系统性能的方法是在 V REF 引脚上注入步阶电压, 并观察 V OUT 引脚的特性 注 : 运放 V OUT R ISO RL V CL C L 关于驱动容性负载的电路设计的更多深入信息, 请参见 AN884 使用运放驱动容性负载 (DS00884A_CN) DS25154A_CN 第 44 页 2012 Microchip Technology Inc.

7.4 输出误差 有两个因素会引起输出误差 它们是 : 电阻网络的特性 输出缓冲器的特性图 7-6 显示了输出电压上的误差的组成部分 该误差的第一个部分来自于梯形电阻网络和 R FS 与 R ZS 电阻 第二个部分是由于输出缓冲器的输入失调特性而产生的 R FS 和 R ZS 电阻会影响 V ZS 和 V FS 之间的电压 R FS + R ZS 越大, 步阶电压 (V S ) 就越小 ( 相对于理论步阶电压 ) R FS 和 R ZS 电阻增大也会影响满量程误差 (FSE) 零量程误差 (ZSE) 和增益误差 表 7-2 对理论电阻网络 (R FS = R ZS = 0Ω) 与某个示例电阻网络 (R FS 和 R ZS 均非零 ) 的满量程和零量程电压进行了比较 电压计算显示了 V REF = 5.0V 和 V REF = 1.5V 的情形 图 2-34 显示了 R VREF R FS 和 R ZS 电阻 V DD 曲线 因此, 当参考电压 (V REF ) 减小时, 步阶电压 (V S ) 会减小 在低 V REF 电压下, 步阶电压接近输出缓冲器输入失调电压的幅值 ( 设计目标为 ±4.5 mv) 所以, 对于低 V REF 电压, 输出缓冲器误差对 V OUT 电压的影响较大 表 7-2: 计算比较 示例值 理论值 增量值 R VREF 20,180Ω R FS 100Ω 0Ω 100Ω R ZS 80Ω 0Ω 80Ω R 1 + 64*R S + R 2 30,000Ω 30,180Ω - 180Ω R 1, R AB, R 2 10,000Ω 10,060Ω - 60Ω V REF 5.00V V FS 3.3267V 3.3333V - 6.6 mv V ZS 1.6700V 1.6667V + 3.3 mv V S 25.88 mv 26.04 mv - 0.16 mv V REF 1.5V V FS 0.9980V 1.0000V - 2.0 mv V ZS 0.5010V 0.5000V + 1.0 mv V S 7.766 mv 7.813 mv - 0.047 mv 注 1: R VREF = R 1 + R AB + R 2, R AB = R FS + 64*R S + R ZS, V S = (V FS - V ZS ) / 64 V REF 理论 V FS (V REF ) (R FS = 0Ω) R AB = 64*R S V SS V FS-RL ( 由于 R FS 0Ω) V ZS-RL ( 由于 R ZS 0Ω) 理论 V ZS (V SS ) (R ZS = 0Ω) V OUT(FS) 由于输出缓冲器的输入失调电压和缓冲器的阻抗 / 负载而产生的变化 V OUT(ZS) 步阶电压 (V S )= 当 : R FS = R ZS = 0Ω (V FS - V ZS ) 64 V S = V REF / 64 * V REF V REF 5.0V 2.7V 1.8V 1.5V 1.0V V S 78.125 mv 42.19 mv 28.13 mv 23.44 mv 15.63 mv 当 R FS = R ZS = 0Ω 时 图 7-6: 输出电压 (V OUT ) 误差 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 45 页

注 : DS25154A_CN 第 46 页 2012 Microchip Technology Inc.

8.0 应用示例 系列器件是通用的单通道电压输出 DAC, 适用于需要进行高精度操作并要求低功耗的各种应用 器件是轨到轨输出 DAC, 设计为工作于 V DD 范围 1.8V 至 5.5V 内部的输出运放足够强健, 可直接驱动常见的小信号负载, 从而可消除大多数应用因外部缓冲器而增加的成本和尺寸 适合使用这些器件的应用有 : 设置点或失调微调 传感器校准 便携式仪器 ( 电池供电 ) 电机控制应用示例包括 : 直流设置点或校准 降低输出步阶大小 构造 窗口 DAC 增益和偏移可选的双极性电压输出 构造可编程电流源 串行接口通信时间 软件 I2C 接口复位序列在使用 器件设计系统时, 需要考虑以下注意事项 : 电源注意事项 ( 噪声 ) PCB 面积要求 使用上拉电阻连接至 I2C 总线 8.1 直流设置点或校准 器件的一种常见应用是数字控制的设置点和 / 或可变参数 ( 如传感器失调或斜率 ) 校准 例如, 在参考电压范围内提供了 64 个输出步阶 如果参考电压为 1.65V, 则 LSb 的大小为 1.65V / 64 ( 即约 25.78 mv) 需要精确检测输入阈值事件的应用通常需要消除几个误差源 使用具有低失调和增益误差的比较器和运算放大器 ( 运放 ) 可以帮助实现所需的精度, 但在许多应用中, 输入源的差异超出设计人员的控制范围 如果整个系统可以在组装后在一个受控环境中进行校准 ( 如工厂测试 ), 则可以最大程度降低这些误差源 ( 如果不是完全消除 ) 图 8-1 给出了该示例电路的图示 公式 8-1 说明了在给定所需电压跳变 (V TRIP ) 点时如何快速估算抽头值 V REF I 2 C 双线图 8-1: V DD 公式 8-1: V OUT V TRIP C 1 V TRIP = V OUT = (N * V S ) N = 其中 :V S = V REF / 64 V SENSE 设置点或阈值校准 V CC + 比较器 V CC V O 基于所需的 V TRIP 估算抽头值 (N) ( V TRIP - V REF ) V S 注 : 计算未考虑 DAC 梯形电阻网络的 R FS 和 R ZS 电阻 ( 更多信息, 请参见第 7.1 节 ) 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 47 页

8.1.1 降低输出步阶大小 由于 的步阶电压和输出范围, 可能需要降低步阶电压, 同时修改输出的范围 实现这种较小步阶电压的一种常用方法是在 DAC 的输出上使用一个分压器 图 8-2 给出了这种概念的图示 公式 8-2 说明了在给定所需电压跳变 (V TRIP ) 点时如何快速估算抽头值 例如, 如果 R 1 = R 2, 则 V TRIP 电压范围为 V SS 至 1/2 * V REF 此外, 在 V TRIP 节点处, 步阶电压等于 V OUT 节点处步阶电压的 1/2 分压器输出上的一个旁路电容对于衰减 DAC 输出噪声和环境产生的噪声起着非常关键的作用 8.1.2 构造 窗口 DAC 校准传感器的设置点或阈值时, 通常仅利用到 DAC 输出范围的一小部分 如果 LSb 大小已经足够, 可以满足应用的精度需求, 则未用范围将无关紧要地牺牲 如果需要更高的精度, 则需要减小输出范围, 以提高所需阈值附近的分辨率 如果阈值不是接近 V REF 2 V REF 或 V SS, 则在阈值附近构造一个 窗口 具有几个优点 构造该 窗口 的一种简单方法是使用一个带有上拉和下拉电阻的分压器网络 图 8-3 和图 8-4 说明了这一概念 V REF I 2 C 双线 V DD V CC + R 1 V SENSE 比较器 V OUT V TRIP R2 C 1 V CC V O V REF V DD R V CC + SENSE V CC + R R 3 1 V TRIP 比较器 V OUT R 2 C 1 V CC V O 图 8-2: 公式 8-2: 设置点或阈值校准的示例电路 V OUT 和 V TRIP 估算 I 2 C 双线 图 8-3: V CC 单电源 窗口 DAC V OUT = N * V S V S = V REF / 64 V TRIP = V OUT * R 2 R 1 + R 2 公式 8-3: V OUT = N * V S V S = V REF / 64 V OUT 和 V TRIP 估算 注 : 此外,V OUT 电压还可以通过在 V REF 引脚和系统参考电压之间使用一个电阻来进行比例调节 由于这种实现方式会使 V REF 引脚到地的 20 kω 典型电阻 (R VREF ) 产生 ±20% 的变化, 所以采用这种实现方式时需要小心 电阻的这种变化会直接影响实际 V OUT 电压 V TRIP = 戴维宁等效式 V OUT * R 23 + V 23 * R 1 R 1 + R 23 R 23 = V 23 = R 1 R 2 * R 3 R 2 + R 3 (V CC+ * R 2 ) * (V CC- * R 3 ) R 2 + R 3 V OUT V TRIP R 23 V 23 DS25154A_CN 第 48 页 2012 Microchip Technology Inc.

8.2 增益和偏移可选的双极性电压输出 公式 8-4: 增益计算 在一些应用中, 需要对输出范围进行控制 图 8-4 给出了一个使用 DAC 器件实现双极性或单电源应用的电路 该电路通常用于对斜率和偏移可变的传感器进行线性化 根据所需的输出范围, 可能不需要电阻 R 4 或电阻 R 5 公式 8-4 给出了增益的计算公式, 公式 8-5 给出了 V O 电压的计算公式 如果窗口范围受限制, 可以对该电路进行简化 ( 通过去除 R 4 或 R 5 电阻 ) 图 8-5 显示了去除 R 5 电阻情况下的电路 电阻 R 1 和 R 2 用于控制增益, 而电阻 R 3 和 R 4 则用于将 DAC 输出移至选定的偏移处 公式 8-6 给出了 V O 电压的计算公式 注 : V REF I 2 C 双线 如果需要更高的偏移量, 可以将 R4 连接到 V DD, 而不是 V SS V DD V CC + R 5 V CC + R 3 V OA+ V OUT R C 1 4 V CC V IN R 1 V CC R 2 注 : 建议使用电容 C 1 ( 典型值为 0.1 uf) V O R 2 增益 = R 1 如果所需增益 = 0.5, 并且 R 1 选择为 20 kω, 则 R 2 需要为 10 kω 公式 8-5: 双极性 窗口 DAC 计算 R 2 R 2 V O = V OA+ ( 1 + ) - V IN ( ) R 1 R 1 偏移调节 增益调节 V OA+ = (V OUT R 45 ) + (V 45 R 3 ) R 3 + R 45 (V CC+ R 4 ) + (V CC- R 5 ) V 45 = R 4 + R 5 R 4 R 5 R 45 = R 4 + R 5 (1) V OUT = N * V S V S = V REF 192 注 1:V OUT 计算未考虑 DAC 梯形电阻网络的 R FS 和 R ZS 电阻 ( 更多信息, 请参见第 7.1 节 ) 图 8-4: 压源电路 增益和偏移可选的双极性电 公式 8-6: 简化的双极性 窗口 DAC 计算 V REF I 2 C 双线 V DD V CC + R 3 V OA+ V OUT C R 1 4 V CC R 2 V IN R 1 V O R 2 R 2 V O = V OA+ ( 1 + ) - V IN ( ) R 1 R 1 R 4 V OA+ = V OUT ( ) R 3 + R 4 V OUT = N * V S 注 1:V OUT 计算未考虑 DAC 梯形电阻网络的 R FS 和 R ZS 电阻 ( 更多信息, 请参见第 7.1 节 ) 注 : 建议使用电容 C 1 ( 典型值为 0.1 uf) 图 8-5: 极性电压源电路 简化的增益和偏移可选的双 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 49 页

8.3 构造可编程电流源 图 8-6 给出了一个使用电压跟随器构造可编程电流源的示例 电流传感器电阻用于将 DAC 电压输出转换为可通过数字方式选择的电流源 R SENSE 越小, 其上的功耗就越低 但是, 这也会降低可控制电流的分辨率 8.4 串行接口通信时间 表 8-1 列出了每个 I 2 C 串行接口命令的时间, 以及数字接口支持的有效数据更新速率 ( 基于两种 I 2 C 串行接口频率 ) 连续写命令支持更高的数据更新频率, 因为在固定开销下可以传输更多的字节 串行接口性能与 V OUT 输出性能 ( 如压摆率 ) 一起用于确定应用的易失性 DAC 寄存器的更新速率 V DD ( 或 V REF ) V REF V DD V 负载 CC + V OUT I L I 2 C 双线 V CC I b I = I ---- L b β R SENSE I L = V OUT -------------- β ------------ β + 1 R sense 其中 : β = 共发射极电流增益 图 8-6: 数字控制的电流源 表 8-1: 命令 串行接口时间 / 频率 串行接口位的数量 (1) 传输的字节数 示例 命令时间 (µs) 有效数据更新频率 (khz) (2) 串行接口位 的数量 100 khz 400 khz 100 khz 400 khz 写单个字节 29 1 29 290.0 72.5 3.4 13.8 写连续字节 20 + N * 9 5 65 650.0 162.5 7.7 30.8 读字节 39 1 39 390.0 97.5 2.6 10.3 注 1: 包括启动位或停止位 2: 它等于命令频率乘以传输的字节数 DS25154A_CN 第 50 页 2012 Microchip Technology Inc.

8.5 软件 I 2 C 接口复位序列 注 : 有时, 可能需要通过执行软件复位序列来确保 器件处于正确并且已知的 I 2 C 接口状态 该技术只会复位 I 2 C 状态机 在以下情况下, 它会很有用 : 器件以错误状态上电 ( 由于总线噪声过大等原因 ); 主器件在通信期间发生复位 图 8-7 给出了对器件进行软件复位的通信序列 图 8-7: 所有 I 2 C 兼容器件都应支持该技术 24XXXX I 2 C 串行 EEPROM 器件支持该技术, 它在 AN1028 中进行了介绍 S 1 1 1 1 1 1 1 1 S P 启动位 9 位 1 启动位停止位 软件复位序列格式 第 1 个启动位会使器件从期望接收主器件数据的状态复位 在该模式下, 器件在接收模式下监视数据总线, 能够检测启动位是否强制内部复位 9 位 1 用于强制复位那些无法通过前面的启动位复位的器件 只有 在 I 2 C 总线上驱动 A 位, 或者它处于输出模式 ( 由于读命令 ) 并且正在 I 2 C 总线上驱动数据位 0 时, 才会发生这种情况 在这两种情况下, 由于 将总线保持为低电平, 所以无法产生前面的启动位 通过送出 9 个 1 位, 可以确保器件检测到一个 A 位 ( 主器件不会通过将 I 2 C 总线驱动为低电平来应答由 发送的数据 ), 这还会强制 复位 发送第 2 个启动位是为了防止极少数条件下会发生的错误写操作 以下条件下会发生这种情况 : 主器件在向 发送写命令时发生复位, 然后主器件恢复为正常工作状态, 并在 发出应答时发出启动条件 这种情况下, 如果未发送第 2 个启动位 ( 并且先前发送了停止位 ), 可能会启动写周期 注 : 发生这种错误写操作的惟一可能条件是, 主器件在向 发送写命令时发生复位 停止位会终止当前的 I 2 C 总线活动 会等待检测到下一个启动条件 该序列不会影响总线上的任何其他 I 2 C 器件, 它们会将其视为无效命令而直接忽略 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 51 页

8.6 设计注意事项 V DD V DD 8.6.1 电源注意事项 ( 噪声 ) 电感耦合交流瞬态和数字开关噪声会降低输入和输出信号完整性, 可能会降低 的性能 仔细的电路板布线可以最大程度降低这些影响, 并提高信噪比 (Signal-to-Noise Ratio,SNR) 建议采用具有低电感地平面 隔离输入 隔离输出和正确去耦的多层电路板 对于特别恶劣的环境, 可能需要对关键信号进行屏蔽保护 器件的电源 (V DD 和 V REF ) 应尽可能纯净 在 V DD 和 V REF 信号上感应到的任何噪声都会影响 DAC 性能 建议使用独立的数字和模拟地平面 V REF V OUT 0.1 µf 0.1 µf SCL SDA PIC 单片机 典型应用需要一个旁路电容, 以滤除 V DD 和 V REF 信号上的高频噪声 噪声会被感应到电源走线上, 或者由于 DAC 输出变化而产生 旁路电容可以帮助最大程度降低这些噪声源对信号完整性的影响 图 8-8 给出了相应的旁路策略的图示 在该示例中, 建议的旁路电容值为 0.1 µf 该电容应尽可能靠近器件电源引脚 (V DD ) 放置 ( 在 4mm 以内 ) 建议使用独立的数字和模拟地平面 在这种情况下, V SS 引脚和 V DD 电容的接地引脚应终止于模拟地平面, V DD 和 V SS 应位于模拟平面上 图 8-8: C1 C2 V DD 1 V SS V SS 典型的单片机连接 模拟 6 可选 V REF C4 C5 可选输出 C3 V REF 图 8-9 给出了在 V DD 线上并联使用两个旁路电容 (10 µf 钽电容和 0.1 µf 陶瓷电容 ) 的示例 这两个电容应尽可能靠近 V DD 引脚放置 ( 在 4mm 以内 ) 如果应用电路具有独立的数字和模拟电源, 则器件的 V DD 和 V SS 引脚应位于模拟平面上 V SS SCL 2 3 5 4 V OUT SDA R1 V DD R2 至 MCU 注 : 建议不要使用面包板或绕线电路板 R1 和 R2 是 I 2 C 上拉电阻 : R1 和 R2: 5kΩ - 10 kω: 对于 f SCL = 100 khz 至 400 khz C1: 0.1 µf 电容 陶瓷电容 C2: 10 µf 电容 钽电容 C3: ~ 0.1 µf 可选, 用以降低 V OUT 引脚中的噪声 C4: 0.1 µf 电容 陶瓷电容 C5: 10 µf 电容 钽电容 图 8-9: 示例 电路 DS25154A_CN 第 52 页 2012 Microchip Technology Inc.

8.6.2 PCB 面积要求 在某些应用中, PCB 面积是进行器件选择的一项标准 表 8-2 列出了对应于不同封装选项的典型封装尺寸和面积 表 8-2: 封装尺寸 (1) 引脚数 封装 类型 代码 8.6.3 引脚排列 / 封装兼容性 封装尺寸 尺寸 (mm) 长度 宽度 面积 (mm 2 ) 6 SC70 LT 3.10 3.20 9.92 注 1: 不包括建议的焊盘布局尺寸 尺寸均为最大值 的引脚排列和封装与 MCP40D18 和 MCP4018 器件兼容 MCP40D18/MCP4018 的 W 引脚类似于 的 V OUT 引脚, 而 MCP40D18/MCP4018 的 A 引脚则类似于 的 V REF 引脚 MCP40D18 和 采用相同的 I 2 C 命令协议结构 8.6.4 使用上拉电阻连接至 I 2 C 总线 器件的 SCL 和 SDA 引脚采用漏极开路配置 这两个引脚需要一个上拉电阻, 如图 8-9 所示 SCL 和 SDA 引脚的上拉电阻值 (R1 和 R2) 取决于工作速度 ( 标准 快速和高速 ) 和 I 2 C 总线线路的负载电容 上拉电阻的阻值越高, 功耗就越低, 但总线线路上的信号转换时间会上升 (RC 时间常数变大 ) 因此, 它会限制总线的工作速度 另一方面, 电阻值越低, 功耗就越高, 但支持更高的工作速度 如果总线线路由于金属走线很长或多个器件连接到总线线路上而具有较高的电容, 则需要使用一个较小的上拉电阻来对较大的 RC 时间常数进行补偿 对于标准和快速模式, 上拉电阻通常选择 1kΩ 和 10 kω 之间的范围 8.6.4.1 器件连接测试 用户可以通过简单的 I 2 C 命令来测试 I 2 C 总线线路上是否存在器件 该测试的实现方式是 : 先发送一条读命令或写命令, 之后检查来自器件的响应 图 8-10 给出了一个使用读命令的示例 步骤包括 : a) 在器件的地址字节中, 将 R/W 位设置为 高电平 b) 检查地址字节的 ACK 位 如果器件应答 (ACK = 0) 命令, 则说明器件已连接, 否则说明未连接 c) 发送停止位 地址字节 SCL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SDA 1 1 0 1 A2 A1 A0 1 ACK 启动位 器件代码 地址位 停止位 R/W 器件响应 图 8-10: I 2 C 总线连接测试 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 53 页

注 : DS25154A_CN 第 54 页 2012 Microchip Technology Inc.

9.0 开发支持 9.1 评估 / 演示板 器件不具有专用的评估或演示板 图 9-1 显示了使用 SC70EV Bond Out PCB( 订购编号 SC70EV) 制作评估板的元件连接图 这将允许使用 PICkit 串行分析器 ( 订购编号 DV164122) 来评估 的功能 注 : 由于 SC70EV 是一款通用电路板, 所以该电路板的抗噪声能力并不是最优的 如果要求具有抗噪声能力, 则需要为 开发定制 PCB 该 PCB 将需要使用良好的布线技术来降低噪声耦合 VDD 0 Ω 1.0 µf 0.1 µf V REF (1) VSS 0 Ω C L & R L V OUT SCL 4.7 kω 4.7 kω 47A1 SDA 必需的元件用于噪声滤波的建议元件可选的 I 2 C 总线上拉电阻 ( 值可能需要针对您的系统进行调整 ) 可选的 VOUT 负载元件 ( 堆叠 ), C L = 1 nf ( 最大值 ), R L = 5 kω ( 最大值 ) 注 1:V REF 引脚 (P8) 需要连接到参考电压源 ( 如 V DD ) 图 9-1: SC70EV Bond Out PCB 顶层和丝印层 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 55 页

9.2 技术文档 另外还有几个技术文档可以用于帮助进行设计和开发 这些技术文档包括应用笔记 技术简介和设计指南 表 9-1 列出了其中部分文档 表 9-1: 技术文档 应用笔记编号 标题 文献编号 AN1326 利用 MCP4728 12 位 DAC 设计 LDMOS 放大器偏置电压控制应用 DS01326A_CN 信号链设计指南 DS21825G_CN Analog Solutions for Automotive Applications Design Guide DS01005 DS25154A_CN 第 56 页 2012 Microchip Technology Inc.

10.0 封装信息 10.1 封装标识信息 6 引脚 SC-70 示例 BANN 部件编号 代码 部件编号 代码 T-A0E/LT BANN T-A1E/LT BCNN 图注 : XX...X 客户指定信息 Y 年份代码 ( 日历年的最后一位数字 ) YY 年份代码 ( 日历年的最后两位数字 ) WW 星期代码 ( 一月一日的星期代码为 01 ) NNN e3 以字母数字排序的追踪代码雾锡 (Matte Tin, Sn) 的 JEDEC 无铅标志 * 表示无铅封装 JEDEC 无铅标志 ( e3) 标示于此种封装的外包装上 注 : Microchip 部件编号如果无法在同一行内完整标注, 将换行标出, 因此会限制表示客户指定信息的字符数 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 57 页

6 引脚塑封小外形晶体管 (LT) [SC70] Note: 注 : For 最新封装图请至 the most current http://www.microchip.com/packaging package drawings, please see the查看 Microchip Microchip Packaging 封装规范 Specification located at http://www.microchip.com/packaging DS25154A_CN 第 58 页 2012 Microchip Technology Inc.

6 引脚塑封小外形晶体管 (LT) [SC70] 注 Note: : For 最新封装图请至 the most current http://www.microchip.com/packaging package drawings, please see the查看 Microchip Microchip Packaging 封装规范 Specification located at http://www.microchip.com/packaging 2012 Microchip Technology Inc. DS25154A_CN 第 59 页

6 引脚塑封小外形晶体管 (LT) [SC70] Note: 注 : For 最新封装图请至 the most current http://www.microchip.com/packaging package drawings, please see the查看 Microchip Microchip Packaging 封装规范 Specification located at http://www.microchip.com/packaging DS25154A_CN 第 60 页 2012 Microchip Technology Inc.