初学者
10 分钟

使用DAC63204-Q1和PIC32MZ2048EFM100将数字信号转换为模拟电压或电流

符合汽车标准的12位数字到模拟转换器(DAC)

DAC 16 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 9月 19, 2024

点击板

DAC 16 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

是电压裕度调整与缩放、偏置和校准的直流设定点、波形生成等应用的理想选择

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DAC 16 Click基于德州仪器的DAC63204-Q1,这是一款高度可靠、符合汽车标准的四通道缓冲数字-模拟转换器(DAC)。这款12位DAC具有多功能性,提供电压和电流输出,非常适合用于电压裕度调整与缩放、直流设定点偏置和校准、波形生成等多种应用。其一个关键特性是Hi-Z断电模式,确保在断电条件下输出保持高阻抗状态,提供额外的保护并最大限度降低功耗。DAC63204-Q1支持灵活配置输出通道(OUT0-OUT3)。对于电压输出,它提供1LSB的差分非线性(DNL),并允许调整增益,选项包括1x、1.5x、2x、3x和4x。对于电流输出,提供±25μA至±250μA的范围,具有1LSB的积分非线性(INL)和差

分非线性(DNL)(8位),非常适合需要精确电流控制的应用。该DAC可以使用内部参考、外部参考(通过未焊接的VREF EXT引脚选择),或直接使用电源作为参考。满量程输出电压范围可以根据参考源从1.8V到5V不等。内部和外部电压参考的选择可以通过VREF SEL跳线轻松管理,选择INT或EXT位置。与主MCU的通信可以通过4线SPI或I2C接口进行。SPI接口支持高达50MHz的时钟频率,而I2C接口则支持高达1MHz的频率。通信协议的选择可以通过四个COMM SEL跳线设置,默认设置为I2C接口。此外,I2C接口允许通过ADDR SEL跳线灵活配置地址,提供四个可选I2C地址(默认设置为0x48)。除了通信功

能外,DAC 16 Click还提供了一个通用I/O(GP)引脚,可用于多种功能,如SDO引脚、LDAC、断电(PD)、状态指示、保护、故障转储或复位。GP引脚的具体功能可以通过寄存器映射配置,并可编程存储在非易失性存储器(NVM)中,以实现持久设置。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电平下运行。这样,支持3.3V和5V逻辑电平的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板™还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

DAC 16 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
ID SEL
RA9
RST
SPI Select / ID COMM
RPD4
CS
SPI Clock
RPD1
SCK
SPI Data OUT
RPD14
MISO
SPI Data IN
RPD3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Multipurpose GPIO
RF13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DAC 16 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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 16 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dac16_set_dac_data - 此函数为选定的DAC通道设置原始DAC数据。

  • dac16_start_function_gen - 此函数启动选定DAC通道的函数发生器。

  • dac16_stop_function_gen - 此函数停止选定DAC通道的函数发生器

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 16 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of DAC 16 click board by changing the voltage level
 * on the OUT0 as well as the waveform signals from a function generator on the OUT1.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Changes the voltage level on the OUT0 as well as the waveform signals from a function
 * generator on the OUT1 every 3 seconds. The state of all outputs will be displayed
 * on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dac16.h"

static dac16_t dac16;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    dac16_cfg_t dac16_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.
    dac16_cfg_setup( &dac16_cfg );
    DAC16_MAP_MIKROBUS( dac16_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = dac16_init( &dac16, &dac16_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( DAC16_ERROR == dac16_default_cfg ( &dac16 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    static uint16_t dac = 0;
    static uint8_t waveform = DAC16_WAVEFORM_TRIANGULAR;
    if ( DAC16_OK == dac16_set_dac_data ( &dac16, DAC16_SEL_DAC_0, dac ) )
    {
        log_printf( &logger, "\r\n OUT0: %u -> %.2f V\r\n", 
                    dac, ( float ) dac * DAC16_VDD_3V3 / DAC16_DAC_DATA_MAX );
        dac += 100;
        if ( dac > DAC16_DAC_DATA_MAX )
        {
            dac = DAC16_DAC_DATA_MIN;
        }
    }
    err_t error_flag = dac16_stop_function_gen ( &dac16, DAC16_SEL_DAC_1 );
    error_flag |= dac16_config_function_gen ( &dac16, DAC16_SEL_DAC_1, waveform,
                                              DAC16_CODE_STEP_32_LSB, DAC16_SLEW_RATE_4_US );
    error_flag |= dac16_start_function_gen ( &dac16, DAC16_SEL_DAC_1 );
    if ( DAC16_OK == error_flag )
    {
        log_printf( &logger, " OUT1: " );
        switch ( waveform )
        {
            case DAC16_WAVEFORM_TRIANGULAR:
            {
                log_printf( &logger, "triangular wave at about 1kHz\r\n" );
                waveform = DAC16_WAVEFORM_SAWTOOTH;
                break;
            }
            case DAC16_WAVEFORM_SAWTOOTH:
            {
                log_printf( &logger, "sawtooth wave at about 2kHz\r\n" );
                waveform = DAC16_WAVEFORM_INV_SAWTOOTH;
                break;
            }
            case DAC16_WAVEFORM_INV_SAWTOOTH:
            {
                log_printf( &logger, "inverse sawtooth wave at about 2kHz\r\n" );
                waveform = DAC16_WAVEFORM_SINE;
                break;
            }
            case DAC16_WAVEFORM_SINE:
            {
                log_printf( &logger, "sine wave at about 10.5kHz\r\n" );
                waveform = DAC16_WAVEFORM_DISABLE;
                break;
            }
            case DAC16_WAVEFORM_DISABLE:
            {
                log_printf( &logger, "function generator disabled\r\n" );
                waveform = DAC16_WAVEFORM_TRIANGULAR;
                break;
            }
            default:
            {
                log_printf( &logger, "unknown state\r\n" );
                break;
            }
        }
        // OUT2 and OUT3 are set in dac16_default_cfg
        log_printf( &logger, " OUT2: sine wave at about 10.5kHz\r\n" );
        log_printf( &logger, " OUT3: sawtooth wave at about 2kHz\r\n" );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
    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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