中级
30 分钟

使用DAC8554和ATmega328P将数字数据流转换为模拟信号

数据塑造模拟潜力

DAC 8 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

DAC 8 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

通过我们的 DAC 解决方案,体验精度与转化的协同效应。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DAC 8 Click 基于德州仪器的 DAC8554,这是一款 16 位四通道、超低毛刺、电压输出数模转换器。它具有良好的线性度、异常低的毛刺和高精度输出放大器,允许在宽电源电压范围内实现轨到轨输出摆动。该组件还具有上电复位功能,确保 DAC 输出在零刻度上电,并保持在此直到发生正确的写操作。此外,它提供了一种掉电功能,将每通道的电流消耗减少到 175nA。外部电压参考是用户可编程的,以实现 DAC8554 的完全灵活范围。为此,Click board™ 使用了另一款 DAC,即德州仪器的 12 位 DAC60501,其输出引出到 DAC8554 的 VREF 引脚。这

样,DAC8554 的参考电压可以设置在 0V 到 5V 之间的任意值,同时提供高精度和低功耗。这使得 DAC 8 Click 成为一款完全可定制的解决方案,非常适合需要最大精度输出 16 位 DAC 的应用。DAC60501 使用 I2C 串行接口与 MCU 通信,工作时钟频率高达 100kHz。DAC 8 Click 使用与标准 SPI、QSPI™ 和 MICROWIRE™ 兼容的 3 线 SPI 串行接口与 MCU 通信,工作时钟频率高达 50 MHz。其他功能,例如软件同时更新功能,通过 mikroBUS™ 的 PWM 引脚实现和路由,当新数据进入设备时,所有 DAC 输出可以与时钟同时

和同步更新。它还具有使能功能,通过 mikroBUS™ 的 CS 引脚用于将 SPI 接口连接到串行端口。此 Click Board™ 设计为可以在 3.3V 和 5V 逻辑电平下运行。板载标记为 VCC SEL 的 SMD 跳线允许选择与 3.3V 和 5V MCU 的接口电压。有关 DAC8554 功能、电气规格和典型性能的更多信息,请参阅附带的数据手册。此外,该 Click board™ 配备了一个包含易于使用的功能和用法示例的库,可以用作进一步开发的参考。

DAC 8 Click top side image
DAC 8 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
SPI Enable
PD2
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Software Update
PD6
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DAC 8 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 8 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dac8_device_config - 设置 DAC8554 配置的功能

  • dac8_load_dac - 使用相应数据缓冲区的内容同时更新 DAC 的功能

  • dac8_set_vref - 设置电压参考的功能

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 Dac8 Click example
 * 
 * # Description
 * This click carries 12-bit buffered Digital-to-Analog Converter. It converts digital value to 
 * the corresponding voltage level using external voltage reference. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - I2C.
 * Configure DAC60501: executes call software reset, disable sync and internal reference and 
 * disable Power-down mode, the set reference voltage is internally divided by a factor of 2,
 * amplifier for corresponding DAC has a gain of 2.
 * Initialization driver enables - SPI, enable DAC8554, also write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example that demonstrates the use of the DAC 8 Click board.
 * DAC 8 board changeing output values:
 * Channel A ~ 2500 mV, Channel B ~ 1250 mV,
 * Channel C ~  625 mV, Channel D ~  312 mV.
 * All data logs write on USB uart changes every 5 sec.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dac8.h"

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

static dac8_t dac8;
static log_t logger;

dac8_cfg_data_t cfg_dac;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    dac8_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.

    dac8_cfg_setup( &cfg );
    DAC8_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    
    dac8_init( &dac8, &cfg, DAC8_MASTER_I2C );

    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  I2C driver init.   \r\n" );
    Delay_ms( 100 );

    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "      DAC60501       \r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "     Soft reset      \r\n" );
    dac8_soft_reset( &dac8 );
    Delay_ms( 100 );

    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Disable sync. mode \r\n" );
    dac8_enable_sync( &dac8, DAC8_SYNC_DISABLE );
    Delay_ms( 100 );

    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "    Set config.:     \r\n" );
    log_printf( &logger, " Enable:             \r\n" );
    log_printf( &logger, " Internal reference  \r\n" );
    log_printf( &logger, " Disable:            \r\n" );
    log_printf( &logger, " Power-down mode     \r\n" );
    dac8_set_config( &dac8, DAC8_CONFIG_REF_PWDWN_ENABLE, DAC8_CONFIG_DAC_PWDWN_DISABLE );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Vref divided by 2  \r\n" );
    log_printf( &logger, "  Set DAC gain of 2  \r\n" );
    dac8_set_gain( &dac8, DAC8_GAIN_REF_DIV_2, DAC8_GAIN_BUFF_GAIN_1 );
    Delay_ms( 100 );

    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Set Vref ~ 2500 mV  \r\n" );
    dac8_set_vref( &dac8, 2500 );
    Delay_ms( 1000 );

    dac8_init( &dac8, &cfg, DAC8_MASTER_SPI );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  SPI driver init.   \r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "       DAC8554       \r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "    Enable DAC8554   \r\n" );
    dac8_device_enable( &dac8, DAC8_DAC8554_ENABLE );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    
    cfg_dac.addr = DAC8_ADDR_DEFAULT;
    cfg_dac.ctrl_upd_an_out = DAC8_CTRL_UPD_AN_OUT_SINGLE_CH_STORE;
    cfg_dac.dac_sel = DAC8_DAC_SEL_CH_A;
    cfg_dac.pwr_mode = DAC8_PWR_MODE_POWER_UP;
    cfg_dac.dac_val = 0xFFFF;
    
    log_printf( &logger, " Channel A ~ 2500 mV \r\n" );
    dac8_device_config( &dac8, cfg_dac );
    dac8_load_dac(  &dac8 );
    Delay_ms( 5000 );
    
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );

    cfg_dac.addr = DAC8_ADDR_DEFAULT;
    cfg_dac.ctrl_upd_an_out = DAC8_CTRL_UPD_AN_OUT_SINGLE_CH_STORE;
    cfg_dac.dac_sel = DAC8_DAC_SEL_CH_B;
    cfg_dac.pwr_mode = DAC8_PWR_MODE_POWER_UP;
    cfg_dac.dac_val = 0x7FFF;

    log_printf( &logger, " Channel B ~ 1250 mV \r\n" );
    dac8_device_config(  &dac8, cfg_dac );
    dac8_load_dac( &dac8 );
    Delay_ms( 5000 );
    
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    
    cfg_dac.addr = DAC8_ADDR_DEFAULT;
    cfg_dac.ctrl_upd_an_out = DAC8_CTRL_UPD_AN_OUT_SINGLE_CH_STORE;
    cfg_dac.dac_sel = DAC8_DAC_SEL_CH_C;
    cfg_dac.pwr_mode = DAC8_PWR_MODE_POWER_UP;
    cfg_dac.dac_val = 0x3FFF;

    log_printf( &logger, " Channel C ~  625 mV \r\n" );
    dac8_device_config(  &dac8, cfg_dac );
    dac8_load_dac( &dac8 );
    Delay_ms( 5000 );
    
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );

    cfg_dac.addr = DAC8_ADDR_DEFAULT;
    cfg_dac.ctrl_upd_an_out = DAC8_CTRL_UPD_AN_OUT_SINGLE_CH_STORE;
    cfg_dac.dac_sel = DAC8_DAC_SEL_CH_D;
    cfg_dac.pwr_mode = DAC8_PWR_MODE_POWER_UP;
    cfg_dac.dac_val = 0x1FFF;

    log_printf( &logger, " Channel D ~  312 mV\r\n" );
    dac8_device_config(  &dac8, cfg_dac );
    dac8_load_dac(  &dac8 );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。