Hogyan kell használni a digitális-to-t

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.

Már összekötöttük az MCP4725 DAC modult az Arduinóval. Ma ugyanazt az MCP4725 DAC IC-t fogjuk használni egy digitális-analóg átalakító tervezéséhez az STM32F103C8 mikrovezérlő segítségével.

Szükséges alkatrészek

• STM32F103C8
• MCP4725 DAC IC
• 10k potenciométer
• 16x2 LCD kijelző
• Kenyérlemez
• Vezetékek csatlakoztatása

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 az MCP4725-ben

Ez a DAC IC bármely I2C kommunikációt használó mikrovezérlővel összekapcsolható. Az I2C kommunikációhoz csak két vezetékes SCL és SDA szükséges. Alapértelmezés szerint az MCP4725 I2C címe 0x60. Kövesse a linket, ha többet szeretne megtudni az I2C kommunikációról az STM32F103C8-ban.

I2C csapok az STM32F103C8-ban:

SDA: PB7 vagy PB9, PB11.

SCL: PB6 vagy PB8, PB10.

Áramkör diagram és magyarázat

Csatlakozások az STM32F103C8 és a 16x2 LCD között

LCD tű sz	LCD tű neve	STM32 tű neve
1	Föld (Gnd)	Föld (G)
2	VCC	5V
3	VEE	Tű a potenciométer közepétől a kontraszt érdekében
4	Register Select (RS)	PB11
5.	Olvasás / írás (RW)	Föld (G)
6.	Engedélyezés (EN)	PB10
7	0. adatbit (DB0)	Nincs kapcsolat (NC)
8.	1. adatbit (DB1)	Nincs kapcsolat (NC)
9.	2. adatbit (DB2)	Nincs kapcsolat (NC)
10.	3. adatbit (DB3)	Nincs kapcsolat (NC)
11.	4. adatbit (DB4)	PB0
12.	5. adatbit (DB5)	PB1
13.	6. adatbit (DB6)	PC13
14	7. adatbit (DB7)	PC14
15	LED pozitív	5V
16.	LED negatív	Föld (G)

Csatlakozás az MCP4725 DAC IC és az STM32F103C8 között

MCP4725	STM32F103C8	Multiméter
SDA	PB7	NC
SCL	PB6	NC
KI	PA1	Pozitív szonda
GND	GND	Negatív szonda
VCC	3.3V	NC

Csatlakoztatva van egy potenciométer is, amelynek középső csapja az STM32F10C8 PA1 analóg bemenetéhez (ADC) van csatlakoztatva, a bal csap a GND-hez és a jobb oldali tüske az STM32F103C8 3,3 V-hoz van csatlakoztatva.

Ebben az oktatóanyagban egy MCP4725 DAC IC-t csatlakoztatunk az STM32-hez, és 10k potenciométerrel analóg bemeneti értéket adunk az STM32 ADC PA0 tűhöz. Ezután az ADC segítségével konvertálja az analóg értéket digitális formába. Ezt követően küldje el ezeket a digitális értékeket az I2C buszon keresztül az MCP4725-re. Ezután konvertálja ezeket a digitális értékeket analógra a DAC MCP4725 IC segítségével, majd az STM32 másik PA1 ADC tűjével ellenőrizze az OP tű OUT csatlakozójának MCP4725 analóg kimenetét. Végül jelenítse meg mindkét ADC és DAC értéket feszültséggel a 16x2 LCD kijelzőn.

Az STM32F103C8 programozása digitális analóg átalakításhoz

A kód feltöltéséhez az STM32F103C8-ra most nincs szükség FTDI programozóra. Egyszerűen csatlakoztassa a számítógéphez az STM32 USB portján keresztül, és kezdje el a programozást az ARDUINO IDE segítségével. Látogassa meg ezt a linket, ha többet szeretne megtudni az STM32 programozásáról az Arduino IDE-ben. Ennek a STM32 DAC oktatóanyagnak a teljes programja a végén található.

Először közé könyvtár I2C és LCD segítségével wire.h, SoftWire.h és liquidcrystal.h könyvtárban. Tudjon meg többet az I2C-ről az STM32 mikrokontrollerben itt.

#include #include #include

Ezután határozza meg és inicializálja az LCD érintkezőket az STM32F103C8 készülékhez csatlakoztatott LCD csapok szerint

const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14; LiquidCrystal lcd (rs, en, d4, d5, d6, d7);

Ezután adja meg az MCP4725 DAC IC I2C címét. Az MCP4725 DAC alapértelmezett I2C címe 0x60

#define MCP4725 0x60

A void beállításban ()

Először kezdje meg az I2C kommunikációt az STM32F103C8 PB7 (SDA) és PB6 (SCL) csatlakozóinál.

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

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

lcdbegin (16,2); lcd.print ("CIRCUIT DIGEST"); késés (1000); lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("STM32F103C8"); 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 a PA0 tűről, és átalakítja 0 és 4096 közötti digitális értékre, mivel az ADC 12 bites felbontású és tárolja az adc változóban.

adc = analogRead (PA0);

3. Ez az alábbi állítás egy képlet, amelyet a feszültség kiszámításához használunk az ADC bemeneti értékéből (0 és 4096 között) 3,3 V referenciafeszültséggel.

float ipvolt = (3.3 / 4096.0) * adc;

4. Helyezze a legjelentősebb bitértékeket a pufferbe úgy, hogy 4 bitet jobbra tol, az ADC változóban, a legkevesebbet pedig a pufferben, ha 4 bitet balra tol az adc változóban.

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

5. A következő utasítás analóg értéket olvas le az STM32 PA1 ADC tűjéről, amely a DAC kimenet (MCP4725 DAC IC OUTPUT tűje). Ez a tű a multiméterhez is csatlakoztatható a kimeneti feszültség ellenőrzéséhez.

előjel nélküli int analreadread = analogRead (PA1);

6. Ezenkívül a változó analóg leolvasott feszültség értékét a következő utasítás képletével számoljuk ki.

float opvolt = (3.3 / 4096.0) * analóg olvasás;

7. Ugyanebben a void ciklusban () kevés más állítás található, amelyeket az alábbiakban ismertetünk

Az adást az MCP4725-vel kezdi:

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 ();

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 ();

A DAC tesztelése STM32-vel

Amikor a potenciométer forgatásával változtatjuk a bemenő ADC értéket és feszültséget, a kimeneti DAC értéke és feszültsége is megváltozik. Itt a bemeneti értékek az LCD kijelző első sorában, a kimeneti értékek pedig az LCD kijelző második sorában jelennek meg. Az MCP4725 kimeneti csatlakozóhoz multiméter is csatlakozik az analóg feszültség ellenőrzéséhez.

Az alábbiakban bemutatjuk a teljes kódot a bemutató videóval.