中级
30 分钟

揭示使用AD5624R和ATmega328P发现数据转换的艺术

揭示数字信号的模拟本质

DAC 7 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

DAC 7 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

经过精心设计,我们的解决方案能够提供准确可靠的模拟输出,使您能够在从控制系统到仪器仪表的各种应用中发挥数字信号的潜力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DAC 7 Click板基于ADI(Analog Devices)的AD5624R,是一款低功耗的四通道12位电压输出数模转换器(DAC)。该器件设计上保证了跨越2.7V到5.5V的广泛电源范围内的单调性。使用外部参考电压,AD5624R提供了0V到Vref的全幅输出电压,每通道静态工作电流为0.1mA。AD5624R还包括每个通道的用户可编程掉电寄存器,用于使DAC输出缓冲区在掉电状态下启动到10K,并保持在此状态,直到对这些输出缓冲区发出上电命令。DAC 7 Click板上包含了一个高精

度的电压参考。为此,我们使用了来自Microchip的4.096V精度电压参考MCP1541。这个小型的SOT23器件对电容负载稳定。它具有对沉和源的调节,并且非常准确。这使得DAC 7 Click在各种应用中具有很好的灵活性。低静态工作电流、宽电源范围和每通道掉电选项使AD5624R非常适合低功耗、电池操作的系统。该器件通过SPI接口通信。除了标准SPI接口外,还支持QSPI™、MICROWIRE™和DSP接口标准。但是,这个Click板™使用标准SPI通信

与主MCU通信。可以通过VREF SEL跳线选择参考电压级别,介于4.096V和5V之间。这允许从DAC 7 Click输出4.096V和5V的电压。这可以通过一个9端子块连接,其中第一个是公共GND,最后八个是VOUTA到VOUTH。这个Click板™只能在3.3V逻辑电压电平下操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

DAC 7 Click top side image
DAC 7 Click bottom side image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
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 7 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 Access 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO 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 7 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dac7_sw_reset - 此函数设置 DAC 7 Click 上 AD5624R Quad,12 位 nanoDAC 的选定通道的软件复位。

  • dac7_set_power - 此函数设置 DAC 7 Click 上 AD5624R Quad,12 位 nanoDAC 的选定通道的电源模式。

  • dac7_set_ch_voltage - 此函数将 3 位命令定义的 12 位值设置为 AD5624R Quad,12 位 nanoDAC 在 DAC 7 Click 上的目标 3 位地址命令。

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 Dac7 Click example
 * 
 * # Description
 * DAC 7 Click carries the AD5624R 12-bit buffered Digital-to-Analog Converter 
 * that converts digital value to the corresponding voltage level 
 * using external voltage reference.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Application Init performs Logger and Click initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * In this example, we adjust the DAC output voltage from 1000 mV to 4000 mV 
 * for the channels, starting from channel A to channel D 
 * and then set the DAC output voltage to 5000 mV for all channels.
 * Results are being sent to UART Terminal where you can track their changes.
 * All data logs write on USB UART changes every 5 sec.
 *  
 * \author Mihajlo Djordjevic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dac7.h"


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

uint16_t v_ref_sel;
static dac7_t dac7;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    dac7_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 ----" );
    Delay_ms ( 100 );

    //  Click initialization.

    dac7_cfg_setup( &cfg );
    DAC7_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    dac7_init( &dac7, &cfg );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    log_printf( &logger, " ------  DAC 7 Click  ------\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    v_ref_sel = DAC7_VREF_5000mV;

    if ( dac7_sw_reset( &dac7 ) == DAC7_SUCCESS )
    {
        log_printf( &logger, "   Software reset   \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "   ERROR   \r\n" );
        for ( ; ; );
    }
    
    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );

    
    if ( dac7_set_power( &dac7, DAC7_PWR_ON_ENABLE, DAC7_SELECT_CHANNEL_ALL ) == DAC7_SUCCESS )
    {
        log_printf( &logger, "   All channel Power On   \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "   ERROR   \r\n" );

        for ( ; ; );
    }

    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    log_printf( &logger, " -- Initialization  done. --\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    if ( dac7_set_ch_voltage ( &dac7, DAC7_ADDRESS_CHANNEL_A, 1000, v_ref_sel ) == DAC7_SUCCESS )
    {
        log_printf( &logger, "  Channel A : 1000 mV  \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "   ERROR   \r\n" );
        for ( ; ; );
    }

    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    
    if ( dac7_set_ch_voltage ( &dac7, DAC7_ADDRESS_CHANNEL_B, 2000, v_ref_sel ) == DAC7_SUCCESS )
    {
        log_printf( &logger, "  Channel B : 2000 mV  \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "   ERROR   \r\n" );
        for ( ; ; );
    }

    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    
    if ( dac7_set_ch_voltage ( &dac7, DAC7_ADDRESS_CHANNEL_C, 3000, v_ref_sel ) == DAC7_SUCCESS )
    {
        log_printf( &logger, "  Channel C : 3000 mV  \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "   ERROR   \r\n" );
        for ( ; ; );
    }
    
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    
    if ( dac7_set_ch_voltage ( &dac7, DAC7_ADDRESS_CHANNEL_D, 4000, v_ref_sel ) == DAC7_SUCCESS )
    {
        log_printf( &logger, "  Channel D : 4000 mV  \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "   ERROR   \r\n" );
        for ( ; ; );
    }

    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );

    if ( dac7_set_ch_voltage ( &dac7, DAC7_ADDRESS_CHANNEL_ALL, 5000, v_ref_sel ) == DAC7_SUCCESS )
    {
        log_printf( &logger, " All Channels: 5000 mV \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "   ERROR   \r\n" );
        for ( ; ; );
    }

    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
}

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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