中级
30 分钟

使用MCP4728和PIC18F45K50在各种应用中解码、表达和放大数据

赋能数据表达

DAC 4 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

DAC 4 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F45K50

专为精确设计,它将数字洞察转化为模拟现实,实现无缝通信和决策。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DAC 4 Click 基于 MCP4728,这是一款来自 Microchip 的四通道 12 位电压输出数模转换器 (DAC),具有非易失性存储器 (EEPROM)。其板载精密输出放大器使其能够实现轨到轨的模拟输出摆幅。 DAC 输入代码、设备配置位和 I2C 地址位可使用 I2C 串行接口命令编程到非易失性存储器 (EEPROM) 中。非易失性存储器功能使 DAC 设备能够在断电期间保存 DAC 输入代码,从而使 DAC 输出在上电后立即可用,具有保存的设置。 MCP4728 设备具有高精度内部电压参考 (VREF = 2.048V)。用户可以选择内部参考,也可以为每个

通道单独使用外部参考(VDD)。这使得 ADC 4-click 在各种应用中具有良好的灵活性。通过设置配置寄存器位,每个通道可以单独在正常模式或掉电模式下操作。在掉电模式下,掉电通道中的大多数内部电路都关闭以节省功耗,输出放大器可以配置为呈现已知的低、中或高电阻输出负载。该设备还包括一个上电复位 (POR) 电路,以确保可靠的上电,并具有用于 EEPROM 编程电压的板载电荷泵。 MCP4728 具有四个输出引脚,连接到输出端子块 (TB1 和 TB2)。 DAC 的输出范围为 0V 至 VREF 或 0V至 2×VREF。 与主 MCU 的通信通过

两线 I2C 兼容串行接口建立,支持标准 (100 kHz)、快速 (400 kHz) 或高速 (3.4 MHz) 模式。 I2C 线路 (SCL 和 SDA) 被引导到专用的 mikroBUS™ 引脚。 LDA 引脚是多用途 GPIO:它可以用作同步输入或设备 I2C 地址选择。 RDY 引脚还可以可选地用于监控 EEPROM 编程活动的状态。 此 Click board™ 可以选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平,通过 VCC SEL 跳线选择。 这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。 此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

DAC 4 Click top side image
DAC 4 Click bottom side image

功能概述

开发板

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。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。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。

EasyPIC v8 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。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块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外,该板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,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 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。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18F45K50

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Multipurpose Pin
RC0
PWM
Data Ready
RB0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RC3
SCL
I2C Data
RC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DAC 4 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 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
Necto image step 8 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 这个库包含了DAC 4 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • dac4_voltage_reference_set - 设置通道电压参考值

  • dac4_gain_set - 写入通道增益值

  • dac4_data_report - 读取通道数据并形成报告

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 
 * \brief Dac4 Click example
 * 
 * # Description
 * This application enables usage of digital to analog converter.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C driver, executes general call reset and wake up commands.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes the output voltage of channels every 3 seconds, and displays
 * the channels status on the USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dac4.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static dac4_t dac4;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void dac4_log_report ( uint8_t channel_no )
{
    dac4_channel_setting_t dac4_channel_buffer[ 8 ];

    dac4_data_report ( &dac4, dac4_channel_buffer );
    channel_no *= 2;
    
    log_printf( &logger, "--- Power ON bit: " );
    switch ( dac4_channel_buffer[ channel_no ].por_bit )
    {
        case 0:
        {
            log_printf( &logger,"Power OFF\r\n" );
            break;
        }
        case 1:
        {
            log_printf( &logger, "Power ON\r\n" );
            break;
        }
        default :
        {
            break;
        }
    }

    log_printf( &logger, "--- V reference    : " );
    switch ( dac4_channel_buffer[ channel_no ].voltage_reference )
    {
        case DAC4_VREF_EXTERNAL:
        {
            log_printf( &logger, "External\r\n" );
            break;
        }
        case DAC4_VREF_INTERNAL:
        {
            log_printf( &logger, "Internal\r\n" );
            break;
        }
        default :
        {
            break;
        }
    }

    log_printf( &logger, "--- Power mode     : " );
    switch ( dac4_channel_buffer[ channel_no ].power_mode )
    {
        case DAC4_MODE_NORMAL:
        {
            log_printf( &logger, "Normal\r\n" );
            break;
        }
        case DAC4_MODE_1kOhm:
        {
            log_printf( &logger, "1 kOhm\r\n" );
            break;
        }
        case DAC4_MODE_100kOhm:
        {
            log_printf( &logger, "100 kOhm\r\n" );
            break;
        }
        case DAC4_MODE_500kOhm:
        {
            log_printf( &logger, "500 kOhm\r\n" );
            break;
        }
        default :
        {
            break;
        }
    }

    log_printf( &logger, "--- Gain value     : " );
    switch ( dac4_channel_buffer[ channel_no ].gain_value )
    {
        case DAC4_MODE_NORMAL:
        {
            log_printf( &logger, "1x Gain\r\n" );
            break;
        }
        case DAC4_MODE_1kOhm:
        {
            log_printf( &logger, "2x Gain\r\n" );
            break;
        }
        default :
        {
            break;
        }
    }
    
    log_printf( &logger, "--- DAC input data : %d  [0-4095]\r\n", dac4_channel_buffer[ channel_no ].dac_input_data );
    log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
}

void dac4_set_output ( uint8_t channel_set )
{
    dac4_channel_setting_t dac4_channel_x;
    static uint16_t aux_dac_input_data = 0;
    
    dac4_channel_x.channel_select = channel_set;
    dac4_channel_x.udac_bit = DAC4_UPDATE;
    dac4_channel_x.voltage_reference = DAC4_VREF_EXTERNAL;
    dac4_channel_x.power_mode = DAC4_MODE_NORMAL;
    dac4_channel_x.gain_value = DAC4_GAIN_x1;
    dac4_channel_x.dac_input_data = aux_dac_input_data;

    if ( 0 != dac4_single_write( &dac4, &dac4_channel_x ) )
    {
        log_printf( &logger, "--- Fatal ERROR !!! \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "------------------------------------- \r\n" );
        log_printf( &logger, "--- Output setup done \r\n" );
        log_printf( &logger, "------------------------------------- \r\n" );
        aux_dac_input_data += 500;
        if ( aux_dac_input_data > 4095 )
        {
            aux_dac_input_data = 0;
        }
    }
}

void dac4_channel_report ( )
{
    log_printf( &logger, "\r\n -----> Channel A \r\n" );
    dac4_set_output( DAC4_CHANNEL_A );
    dac4_log_report( 0 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "\r\n -----> Channel B \r\n" );
    dac4_set_output( DAC4_CHANNEL_B );
    dac4_log_report( 1 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "\r\n -----> Channel C \r\n" );
    dac4_set_output( DAC4_CHANNEL_C );
    dac4_log_report( 2 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "\r\n -----> Channel D \r\n" );
    dac4_set_output( DAC4_CHANNEL_D );
    dac4_log_report( 3 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    dac4_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    dac4_cfg_setup( &cfg );
    DAC4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    dac4_init( &dac4, &cfg );
    log_info( &logger, "---- Application ----" );

    Delay_ms ( 500 );
    dac4_general_call_reset( &dac4 );
    Delay_ms ( 500 );
    dac4_general_call_wake_up( &dac4 );
    Delay_ms ( 500 );

    log_printf( &logger, "--- App init done \r\n \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    dac4_channel_report( );
}

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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