中级
30 分钟

使用 AD3541R 和 ATmega644 创建快速且可靠的信号转换

将数字数据转换为模拟信号

DAC 13 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 25, 2024

点击板

DAC 13 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644

高精度数字到模拟转换。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DAC 13 Click 基于Analog Devices的AD3541R,这是一款单通道、16位、16-MUPS电压输出DAC,具有可编程输出范围。它使用电流驱动DAC架构,参考电压为2.5V(内部参考电压,同时也可以在VREF引脚上提供外部参考电压),通过内部跨阻放大器(TIA)将DAC电流转换为电压。AD3541R还在模拟和数字域中具有多个错误检查器,以保证在数据采集系统、过程控制设备等各种应用中的安全操作。AD3541R有五个预配置的输出电压范围:0V至2.5V;0V至5V;0V至10V;-5V至+5V;和-2.5V至+7.5V。输出范围的选择需要组合寄存器配置和给定的跨阻增益(x1或x2输出增益跳线位置)。这些漂移补偿反馈电阻或跨阻增益用

于内部TIA,缩放输出电压。集成于AD3542R的TIA电源必须根据选定的输出范围进行调整。除了内部TIA电源外,用户还可以在标记为VEXT的连接器上提供外部跨阻放大器电源。选择可以通过板载标记为Output Amp Voltage的SMD跳线在适当位置标记为INT或EXT进行。此Click板™通过多功能SPI接口与MCU通信,能够在经典和双SPI模式下以单倍或双倍数据速率操作。AD3541R具有两种更新模式,提供最大速度和最大精度,同步或异步。同步更新发生在通过mikroBUS™插座的AN引脚路由的外部LDC信号触发DAC输出变化时,当其处于低状态时,如果输入寄存器有新数据,DAC寄存器会更新,否则,当新数据写入输入寄存器

时,DAC会自动更新(LDC高)。异步更新发生在DAC输出变化跟随寄存器组操作时。AD3541R还具有一个额外的中断警报信号,通过mikroBUS™插座的INT引脚标记为ALT,指示模拟和数字域中的异常情况,以及通过mikroBUS™插座的RST引脚路由的一般复位功能。在复位后和初始化失败的情况下,ALT引脚也会被设置。此Click板™可以在3.3V和5V逻辑电压电平下工作,通过VCC SEL跳线选择。适当的电压电平转换由适当的电压电平转换器执行,而板载LDO AP2112确保推荐的电源电压电平为AD3541R供电。此外,该Click板™还配备了一个库,包含易于使用的功能和示例代码,可作为进一步开发的参考。

DAC 13 Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 开发板的每个部分

都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

ATmega644

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

64

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

4096

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Data Update
PA7
AN
Reset
PA6
RST
SPI Chip Select
PA5
CS
SPI Clock
PB7
SCK
SPI Data OUT
PB6
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Alert
PD2
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DAC 13 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyAVR v7 Access DIP MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 DAC 13 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dac13_set_output_range - 此函数设置输出电压范围,以及选定范围的 @b ctx->v_zero_scale 和 @b ctx->v_full_scale 变量。

  • dac13_set_dac_value - 此函数设置原始DAC值。

  • dac13_set_output_voltage - 此函数设置DAC输出电压。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief DAC 13 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of DAC 13 Click board by changing 
 * the outputs voltage level every 2 seconds.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Changes the output voltage every 2 seconds and logs the voltage value on the USB UART.
 * It will go through the entire voltage range taking into account the number of steps
 * which is defined below.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dac13.h"

#define NUMBER_OF_STEPS 20  // A number of steps by which the entire voltage range will be divided, must be >= 1. 

static dac13_t dac13;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    dac13_cfg_t dac13_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    dac13_cfg_setup( &dac13_cfg );
    DAC13_MAP_MIKROBUS( dac13_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == dac13_init( &dac13, &dac13_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( DAC13_ERROR == dac13_default_cfg ( &dac13 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float step = ( dac13.v_full_scale - dac13.v_zero_scale ) / ( NUMBER_OF_STEPS - 1 );
    float out_voltage = dac13.v_zero_scale;
    for ( uint8_t cnt = 0; cnt < NUMBER_OF_STEPS; cnt++ )
    {
        if ( DAC13_OK == dac13_set_output_voltage ( &dac13, out_voltage ) )
        {
            log_printf ( &logger, " Output voltage : %.2f V\r\n\n", out_voltage );
            out_voltage += step;
            Delay_ms ( 1000 );
            Delay_ms ( 1000 );
        }
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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