初学者
10 分钟

使用MCP4921和ATmega328将数字信息转换为可调电信号

帮助您的项目更准确地理解和处理不同类型的信号

DAC Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

DAC Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

将数字信号转换为各种应用中的模拟洞察。体验将原始数据转化为可操作理解的过程,享受前所未有的精确度。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DAC Click 基于 Microchip 的 MCP4921,这是一款带有 SPI 接口的 12 位 DAC。它采用电阻串联架构,具有低差分非线性误差(DNL)、低比率度量温度系数以及在扩展温度范围内的快速稳定时间等内在优点。模拟输出在 VOUT 螺丝端子上提供。在此 Click 板™ 上,VOUT 可以从约 0V 摆动到约 VCC 电压,即 3.3V 或 5V。MCP4921 的参考引脚上的模拟信号

用于在串联 DAC 上设置参考电压。参考电压可以通 过 REF SEL 跳线选择在 VCC 和由 MCP1541 提供的 4.096V 之间切换。DAC Click 通过 mikroBUS™ 插座上的 SPI 串行接口与主机 MCU 通信,支持 20MHz 时钟。12 位数据通过 SPI 接口发送至 DAC。此接口也用于进入关机模式,在此模式下,大部分内部电路与供电电流隔离。电源开启复位(POR)电路允许设

备在执行有效命令到 DAC 寄存器之前继续具有高阻 抗输出,从而确保可靠的上电。此 Click 板™ 可以通过 PWR SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平运行。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这个 Click 板™ 配备了一个库,其中包含易于使用的功能和示例代码,可以用作进一步开发的参考。

DAC Click hardware overview 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

32

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
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
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 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

此库包含 DAC Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dac_set_voltage_pct - 此功能用于按百分比设置输出电压

  • dac_set_voltage - 此功能用于设置输出电压

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 
 * \brief Dac Click example
 * 
 * # Description
 * This demo example sends digital signal to the outputs 
 * and converts it to analog.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver, SPI communication and LOG.
 * 
 * ## Application Task  
 * Sends different values( form 0 to 4095 with step 1000 ) to output and 
 * prints expected measurement.
 * 
 * \author Jovan Stajkovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dac.h"

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

static dac_t dac;
static log_t logger;
static uint32_t dac_val;

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


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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    dac_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.

    dac_cfg_setup( &cfg );
    DAC_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    dac_init( &dac, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.    
    for ( dac_val = 0; dac_val <= DAC_RESOLUTION; dac_val += DAC_STEP_VALUE )
    {
        dac_set_voltage( &dac, dac_val );
        dac_val *= DAC_CALIB_VAL_1;
        dac_val /= DAC_CALIB_VAL_2;
        log_printf( &logger, " Current DAC Value: %d mV \r\n", dac_val );

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

        Delay_ms( 2000 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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