Arduino dac oktatóanyag: az mcp4725 12-bit digital-to interfészének összekapcsolása

Mindannyian tudjuk, hogy a mikrovezérlők csak digitális értékekkel működnek, de a való világban analóg jelekkel kell foglalkoznunk. Ezért van az ADC (analóg-digitális átalakító), amely a valós analóg értékeket digitális formába konvertálja, hogy a mikrovezérlők feldolgozni tudják a jeleket. De mi van akkor, ha analóg jelekre van szükségünk digitális értékekből, tehát itt jön a DAC (Digital to Analog Converter).

Egyszerű példa a Digital to Analog átalakítóra egy dal rögzítése a stúdióban, ahol egy művészénekes mikrofont használ és egy dalt énekel. Ezeket az analóg hanghullámokat digitális formává alakítják, majd egy digitális formátumú fájlban tárolják, és amikor a dalt a tárolt digitális fájl segítségével játsszák le, ezeket a digitális értékeket analóg jelekké alakítják át a hangszóró kimenetéhez. Tehát ebben a rendszerben a DAC-t használják.

A DAC számos alkalmazásban használható, például motorvezérlésben, a LED-es lámpák fényerejének vezérlésében, hangerősítőben, videokódolókban, adatgyűjtő rendszerekben stb.

Sok mikrovezérlőben van egy belső DAC, amely analóg kimenet előállítására használható. De az Arduino processzoroknak, például az ATmega328 / ATmega168-nak nincs beépített DAC-ja. Az Arduino rendelkezik ADC funkcióval (analóg-digitális átalakító), de nincs DAC (digitális-analóg átalakító). A belső ADC-ben 10 bites DAC található, de ez a DAC nem használható önállóként. Tehát itt, ebben az Arduino DAC oktatóanyagban egy további, az MCP4725 DAC Module nevű táblát használunk az Arduinóval.

MCP4725 DAC modul (digitális-analóg átalakító)

Az MCP4725 IC egy 12 bites digitális-analóg átalakító modul, amelyet kimeneti analóg feszültségek előállítására használnak (0 és 5 V között), és az I2C kommunikáció segítségével vezérelhető. A fedélzeti EEPROM memóriával is rendelkezik.

Ennek az IC-nek 12 bites felbontása van. Ez azt jelenti, hogy bemenetként (0 és 4096 között) használjuk a feszültség kimenetének biztosítását a referenciafeszültséghez képest. A maximális referenciafeszültség 5V.

Kimenet a kimeneti feszültség kiszámításához

O / P feszültség = (referenciafeszültség / felbontás) x digitális érték

Például, ha 5 V-ot használunk referenciafeszültségként, és tegyük fel, hogy a digitális érték 2048. Tehát a DAC kimenet kiszámításához.

O / P feszültség = (5/4096) x 2048 = 2,5 V

Az MCP4725 pinoutja

Az alábbiakban látható az MCP4725 képe, egyértelműen feltüntetve a pin neveket.

Az MCP4725 csapjai	Használat
KI	Kimenet analóg feszültség
GND	GND a kimenethez
SCL	I2C soros óra vonal
SDA	I2C soros adatok sor
VCC	Bemeneti referenciafeszültség: 5 V vagy 3,3 V
GND	GND a bemenethez

I2C kommunikáció MCP4725 DAC-ban

Ez a DAC IC bármilyen mikrovezérlővel összekapcsolható az I2C kommunikáció segítségével. Az I2C kommunikációhoz csak két vezetékes SCL és SDA szükséges. Alapértelmezés szerint az MCP4725 I2C címe 0x60 vagy 0x61 vagy 0x62. Nekem a 0x61. Az I2C busz segítségével több MCP4725 DAC IC-t csatlakoztathatunk. Egyetlen dolog, hogy meg kell változtatnunk az IC I2C címét. Az I2C kommunikációt az Arduino-ban már részletesen bemutatja az előző bemutató.

Ebben az oktatóanyagban egy MCP4725 DAC IC-t csatlakoztatunk az Arduino Uno-hoz, és egy potenciométer segítségével analóg bemeneti értéket biztosítunk az Arduino A0 tűhöz. Ezután az ADC-t használják az analóg érték digitális formába konvertálására. Ezt követően ezeket a digitális értékeket az I2C buszon keresztül elküldik az MCP4725-be, hogy a DAC MCP4725 IC segítségével analóg jelekké alakítsák át. Az Arduino A1 tű az MCP4725 analóg kimenetének ellenőrzésére szolgál az OUT tűről, és végül megjeleníti mind az ADC, mind a DAC értékeket és a feszültségeket a 16x2 LCD kijelzőn.

Szükséges alkatrészek

• Arduino Nano / Arduino Uno
• 16x2 LCD kijelző modul
• MCP4725 DAC IC
• 10k potenciométer
• Kenyérlemez
• Jumper huzalok

Kördiagramm

Az alábbi táblázat bemutatja az MCP4725 DAC IC, az Arduino Nano és a Multi-meter közötti kapcsolatot

MCP4725	Arduino Nano	Multiméter
SDA	A4	NC
SCL	A5	NC
A0 vagy OUT	A1	+ ve terminál
GND	GND	-ve terminál
VCC	5V	NC

Kapcsolat a 16x2 LCD és az Arduino Nano között

LCD 16x2	Arduino Nano
VSS	GND
VDD	+ 5V
V0	A potenciométer középső csapjától az LCD kontrasztjának beállításához
RS	D2
RW	GND
E	D3
D4	D4
D5	D5
D6	D6
D7	D7
A	+ 5V
K	GND

A potenciométert az Arduino Nano A0 analóg bemenetéhez csatlakoztatott középső tűvel, a bal oldali tűt a GND-vel és a jobb oldali legtöbb tűt az 5 V-os Arduino-val csatlakoztatják.

DAC Arduino programozás

A DAC oktatóanyag teljes Arduino kódját a végén egy bemutató videóval adjuk meg. Itt soronként ismertettük a kódot.

Először is, többek között a könyvtár I2C és LCD segítségével wire.h és liquidcrystal.h könyvtárban.

#include #include

Ezután határozza meg és inicializálja az LCD-érintkezőket az Arduino Nano-val összekapcsolt csapok szerint

LiquidCrystal lcd (2,3,4,5,6,7); // Definiálja az LCD kijelző csapokat RS, E, D4, D5, D6, D7

Ezután adja meg az MCP4725 DAC IC I2C címét

#define MCP4725 0x61

A void beállításban ()

Először kezdje el az I2C kommunikációt az Arduino Nano A4 (SDA) és A5 (SCL) csatlakozóinál

Wire.begin (); // Megkezdi az I2C kommunikációt

Ezután állítsa az LCD-kijelzőt 16x2-es módba, és üdvözlő üzenetet jelenítsen meg.

lcdbegin (16,2); // Az LCD-t 16X2 módban állítja be az lcd.print ("CIRCUIT DIGEST"); késés (1000); lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Arduino"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("DAC és MCP4725"); késés (2000); lcd.clear ();

A void ciklusban ()

1. Először a pufferben tegye a kontroll bájt értékét (0b01000000)

(010-Az MCP4725 beállítása írási módban)

puffer = 0b01000000;

2. A következő utasítás kiolvassa az analóg értéket az A0 tűről és átalakítja digitális értékekké (0-1023). Az Arduino ADC 10 bites felbontású, így szorozva 4-gyel: 0-4096, mivel a DAC 12 bites felbontású.

adc = analogRead (A0) * 4;

3. Ennek a megállapításnak az a célja, hogy az ADC bemeneti értékének feszültségét (0 és 4096 között) és a referenciafeszültséget 5 V-nak találja

float ipvolt = (5,0 / 4096,0) * adc;

4. Az első sor alatt a legfontosabb bitértékeket a pufferbe helyezi azáltal, hogy 4 bitet jobbra tol az ADC-változóban, a második sor pedig a legkevésbé bitértékeket a pufferbe teszi, ha 4 bitet balra tol az ADC-változóban.

puffer = adc >> 4; puffer = adc << 4;

5. Az alábbi állítás analóg feszültséget olvas le A1-ből, amely a DAC kimenet (MCP4725 DAC IC OUTPUT tűje). Ez a tű a multiméterhez is csatlakoztatható a kimeneti feszültség ellenőrzéséhez. Itt megtudhatja, hogyan kell használni a multimétert.

előjel nélküli int analreadread = analogRead (A1) * 4;

6. Ezenkívül a változó analóg leolvasott feszültség értékét az alábbi képlet segítségével számoljuk

float opvolt = (5,0 / 4096,0) * analóg olvasás;

7. A következő állítást használják az átvitel megkezdésére az MCP4725-tel

Wire.beginTransmission (MCP4725);

A vezérlő bájtot elküldi az I2C-nek

Wire.write (puffer);

Az MSB-t elküldi az I2C-nek

Wire.write (puffer);

Küldi az LSB-t az I2C-nek

Wire.write (puffer);

Befejezi az adást

Wire.endTransmission ();

Most végre jelenítse meg ezeket az eredményeket az LCD 16x2-es kijelzőn az lcd.print () használatával

lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("A IP:"); lcd.print (adc); lcd.setCursor (10,0); lcd.print ("V:"); lcd.print (ipvolt); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("D OP:"); lcd.print (analóg olvasás); lcd.setCursor (10,1); lcd.print ("V:"); lcd.print (opvolt); késés (500); lcd.clear ();

Digitális analóg átalakítás az MCP4725 és az Arduino segítségével

Az összes áramköri kapcsolat befejezése után töltse fel a kódot az Arduino-ba, változtassa meg a potenciométert, és nézze meg a kimenetet az LCD-n . Az LCD első sora a bemenő ADC értéket és feszültséget, a második sor pedig a kimeneti DAC értéket és feszültséget mutatja.

A kimeneti feszültséget úgy is ellenőrizheti, hogy multimétert csatlakoztat az MCP4725 OUT és GND csatlakozóihoz.

Így alakíthatjuk át a digitális értékeket analógra az MCP4725 DAC modul és az Arduino összekapcsolásával.