Kako se koristi digitalni to

Svi znamo da mikrokontroleri rade samo s digitalnim vrijednostima, ali u stvarnom svijetu moramo se nositi s analognim signalima. Zbog toga postoji ADC (analogni u digitalni pretvarač) koji pretvara analogne vrijednosti iz stvarnog svijeta u digitalni oblik kako bi mikrokontroleri mogli obrađivati ​​signale. Ali što ako su nam potrebni analogni signali iz digitalnih vrijednosti, ovdje dolazi DAC (digitalno-analogni pretvarač).

Jednostavan primjer pretvarača digitalnog u analogni je snimanje pjesme u studiju u kojem umjetnički pjevač koristi mikrofon i pjeva pjesmu. Ovi analogni zvučni valovi pretvaraju se u digitalni oblik, a zatim pohranjuju u datoteku digitalnog formata, a kada se pjesma reproducira pomoću pohranjene digitalne datoteke, te se digitalne vrijednosti pretvaraju u analogne signale za izlaz zvučnika. Dakle, u ovom se sustavu koristi DAC.

DAC se može koristiti u mnogim aplikacijama kao što su upravljanje motorom, upravljanje svjetlinom LED svjetla, audio pojačalo, video enkoderi, sustavi za prikupljanje podataka itd.

Već smo povezali MCP4725 DAC modul s Arduinom. Danas ćemo koristiti isti MCP4725 DAC IC za dizajn digitalno-analognog pretvarača pomoću mikrokontrolera STM32F103C8.

Komponente potrebne

• STM32F103C8
• MCP4725 DAC IC
• 10k potenciometar
• LCD zaslon od 16x2
• Breadboard
• Spajanje žica

MCP4725 DAC modul (digitalno-analogni pretvarač)

MCP4725 IC je 12-bitni modul digitalno-analognog pretvarača koji se koristi za generiranje izlaznih analognih napona od (0 do 5V) i njime se upravlja pomoću I2C komunikacije. Također dolazi s ugrađenom trajnom memorijom EEPROM.

Ovaj IC ima 12-bitnu razlučivost. To znači da koristimo (0 do 4096) kao ulaz kako bismo osigurali izlazni napon s obzirom na referentni napon. Maksimalni referentni napon je 5V.

Formula za izračunavanje izlaznog napona

O / P napon = (referentni napon / razlučivost) x digitalna vrijednost

Na primjer, ako koristimo 5V kao referentni napon i pretpostavimo da je digitalna vrijednost 2048. Dakle, za izračun DAC izlaza.

O / P napon = (5/4096) x 2048 = 2,5V

Isječak MCP4725

Ispod je slika MCP4725 s jasno naznačenim imenima pinova.

Pribadače MCP4725	Koristiti
VANJ	Izlazi analogni napon
GND	GND za izlaz
SCL	Linija I2C serijskog sata
SDA	Linija serijskih podataka I2C
VCC	Ulazni referentni napon 5V ili 3,3V
GND	GND za ulaz

I2C komunikacija u MCP4725

Ovaj DAC IC može se povezati s bilo kojim mikrokontrolerom pomoću I2C komunikacije. I2C komunikacija zahtijeva samo dvije žice SCL i SDA. Prema zadanim postavkama, I2C adresa za MCP4725 je 0x60. Slijedite vezu da biste saznali više o I2C komunikaciji u STM32F103C8.

I2C igle u STM32F103C8:

SDA: PB7 ili PB9, PB11.

SCL: PB6 ili PB8, PB10.

Kružni dijagram i objašnjenje

Veze između STM32F103C8 i 16x2 LCD-a

LCD pin br	Naziv LCD ekrana	Naziv pin-a STM32
1	Prizemlje (Gnd)	Uzemljenje (G)
2	VCC	5V
3	VEE	Pribadača iz središta potenciometra za kontrast
4	Odaberite registar (RS)	PB11
5	Čitanje / pisanje (RW)	Uzemljenje (G)
6	Omogući (EN)	PB10
7	Bit podataka 0 (DB0)	Nema veze (NC)
8	Bit podataka 1 (DB1)	Nema veze (NC)
9	Bit podataka 2 (DB2)	Nema veze (NC)
10	Bit podataka 3 (DB3)	Nema veze (NC)
11	Bit podataka 4 (DB4)	PB0
12	Bit podataka 5 (DB5)	PB1
13	Bit podataka 6 (DB6)	PC13
14	Bit podataka 7 (DB7)	PC14
15	LED pozitivan	5V
16	LED negativan	Uzemljenje (G)

Veza između MCP4725 DAC IC i STM32F103C8

MCP4725	STM32F103C8	Multimetar
SDA	PB7	NC
SCL	PB6	NC
VANJ	PA1	Pozitivna sonda
GND	GND	Negativna sonda
VCC	3,3 V	NC

Potenciometar je također povezan, sa središnjim pinom spojenim na analogni ulaz PA1 (ADC) STM32F10C8, lijevim pinom spojenim na GND i najdesnijim pinom spojenim na 3,3 V STM32F103C8.

U ovom uputstvu spojit ćemo MCP4725 DAC IC sa STM32 i upotrijebiti 10k potenciometar za pružanje analogne ulazne vrijednosti STM32 ADC pinu PA0. A zatim upotrijebite ADC za pretvorbu analogne vrijednosti u digitalni oblik. Nakon toga pošaljite te digitalne vrijednosti na MCP4725 putem I2C sabirnice. Zatim pretvorite te digitalne vrijednosti u analogne pomoću DAC MCP4725 IC, a zatim upotrijebite drugi ADC pin PIN1 STM32 za provjeru analognog izlaza MCP4725 iz pin OUT-a. Na kraju prikažite obje vrijednosti ADC i DAC s naponima na LCD zaslonu 16x2.

Programiranje STM32F103C8 za digitalnu u analognu pretvorbu

Za prijenos koda na STM32F103C8 sada nije potreban FTDI programer. Jednostavno ga spojite na računalo putem USB priključka STM32 i započnite programirati s ARDUINO IDE. Posjetite ovu vezu da biste saznali više o programiranju vašeg STM32 u Arduino IDE. Kompletan program za ovaj STM32 DAC tutorial dat je na kraju.

Prvo uključite knjižnicu za I2C i LCD pomoću knjižnice wire.h, SoftWire.h i liquidcrystal.h. Ovdje saznajte više o I2C u mikrokontroleru STM32.

#include #include #include

Zatim definirajte i inicijalizirajte LCD iglice prema LCD iglicama povezanim sa STM32F103C8

const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14; LCD LiquidCrystal (rs, en, d4, d5, d6, d7);

Zatim definirajte I2C adresu MCP4725 DAC IC. Zadana I2C adresa MCP4725 DAC-a je 0x60

#define MCP4725 0x60

U postavljanju praznine ()

Prvo započnite I2C komunikaciju na pinovima PB7 (SDA) i PB6 (SCL) STM32F103C8.

Wire.begin (); // Počinje I2C komunikacija

Zatim postavite LCD zaslon u način rada 16x2 i prikažite poruku dobrodošlice.

lcd.početak (16,2); lcd.print ("DIGEST CIRCUIT"); kašnjenje (1000); lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("STM32F103C8"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("DAC s MCP4725"); kašnjenje (2000); lcd.clear ();

U petlji void ()

1. Prvo u međuspremnik stavite vrijednost kontrolnog bajta (0b01000000).

(010-Postavlja MCP4725 u načinu pisanja) buffer = 0b01000000;

2. Sljedeća izjava čita analognu vrijednost s pina PA0 i pretvara je u digitalnu vrijednost u rasponu od 0 do 4096 jer je ADC 12-bitne razlučivosti i pohranjuje se u varijablu adc .

adc = analogRead (PA0);

3. Sljedeća izjava formula je koja se koristi za izračunavanje napona od ulazne vrijednosti ADC-a (0 do 4096) s referentnim naponom od 3,3 V.

plutajući ipvolt = (3,3 / 4096,0) * adc;

4. Stavite najznačajnije vrijednosti bitova u međuspremnik pomicanjem 4 bita udesno u varijabli ADC, a najmanje značajne vrijednosti bita u međuspremnik pomicanjem 4 bita ulijevo u varijabli adc .

međuspremnik = adc >> 4; međuspremnik = adc << 4;

5. Sljedeća izjava čita analognu vrijednost s ADC pina PA1 STM32 koji je DAC izlaz (MCP4725 DAC IC's OUTPUT pin). Ovaj se pin također može spojiti na multimetar kako bi se provjerio izlazni napon.

nepotpisano int analogread = analogRead (PA1);

6. Nadalje se vrijednost napona iz varijabilne analognečitavanja izračunava pomoću formule sa sljedećom izjavom.

plutajući opvolt = (3,3 / 4096,0) * analognipročitano;

7. U istoj petlji void () postoji nekoliko drugih izjava koje su objašnjene u nastavku

Počinje prijenos s MCP4725:

Wire.beginTransmission (MCP4725);

Šalje kontrolni bajt na I2C

Wire.write (međuspremnik);

Šalje MSB na I2C

Wire.write (međuspremnik);

Šalje LSB na I2C

Wire.write (međuspremnik);

Završava prijenos

Wire.endTransmission ();

Sada prikažite te rezultate na LCD zaslonu 16x2 pomoću lcd.print ()

lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("IP:"); lcd.print (adc); lcd.setCursor (10,0); lcd.print ("V:"); lcd.print (ipvolt); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("D OP:"); lcd.print (analognočitati); lcd.setCursor (10,1); lcd.print ("V:"); lcd.tisak (opvolt); kašnjenje (500); lcd.clear ();

Testiranje DAC-a pomoću STM32

Kada rotiranjem potenciometra mijenjamo ulaznu vrijednost ADC-a i napon, mijenjaju se i izlazna vrijednost DAC-a i napon. Ovdje su ulazne vrijednosti prikazane u prvom redu, a izlazne vrijednosti u drugom redu LCD zaslona. Multimetar je također povezan na izlazni pin MCP4725 za provjeru analognog napona.

Kompletni kod s demonstracijskim videom dat je u nastavku.