Cum se folosește digital-to

Știm cu toții că microcontrolerele funcționează numai cu valori digitale, dar în lumea reală trebuie să ne ocupăm de semnale analogice. De aceea, ADC (analogic la convertizoare digitale) este acolo pentru a converti valorile analogice din lumea reală în formă digitală, astfel încât microcontrolerele să poată procesa semnalele. Dar ce se întâmplă dacă avem nevoie de semnale analogice de la valori digitale, așa că aici vine DAC (Convertor digital la analog).

Un exemplu simplu pentru convertorul digital în analog este înregistrarea unei melodii în studio în care un cântăreț artist folosește microfonul și cântă o melodie. Aceste unde sonore analogice sunt convertite în formă digitală și apoi stocate într-un fișier în format digital și atunci când melodia este redată folosind fișierul digital stocat, acele valori digitale sunt convertite în semnale analogice pentru ieșirea difuzoarelor. Deci, în acest sistem este utilizat DAC.

DAC poate fi utilizat în multe aplicații, cum ar fi controlul motorului, controlul luminozității luminilor LED, amplificator audio, codificatoare video, sisteme de achiziție de date etc.

Am interfațat deja modulul DAC MCP4725 cu Arduino. Astăzi vom folosi același IC DAC MCP4725 pentru a proiecta un convertor digital în analogic folosind microcontrolerul STM32F103C8.

Componente necesare

• STM32F103C8
• MCP4725 DAC IC
• Potențiometru 10k
• Afișaj LCD 16x2
• Breadboard
• Conectarea firelor

Modul DAC MCP4725 (convertor digital-analog)

MCP4725 IC este un modul convertor digital la analog pe 12 biți care este utilizat pentru a genera tensiuni analogice de ieșire de la (0 la 5V) și este controlat prin utilizarea comunicației I2C. De asemenea, vine cu memorie EEPROM non-volatilă la bord.

Acest IC are o rezoluție de 12 biți. Aceasta înseamnă că folosim (0 la 4096) ca intrare pentru a furniza tensiunea de ieșire în raport cu tensiunea de referință. Tensiunea maximă de referință este de 5V.

Formula pentru calcularea tensiunii de ieșire

Tensiune O / P = (tensiune de referință / rezoluție) x valoare digitală

De exemplu, dacă folosim 5V ca tensiune de referință și să presupunem că valoarea digitală este 2048. Deci, pentru a calcula ieșirea DAC.

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

Pinout MCP4725

Mai jos este imaginea MCP4725 cu indicarea clară a numelor pinilor.

Pinii MCP4725	Utilizare
OUT	Ieșiri Tensiune analogică
GND	GND pentru ieșire
SCL	Linia I2C Serial Clock
SDA	Linia de date seriale I2C
VCC	Tensiunea de referință a intrării 5V sau 3,3V
GND	GND pentru intrare

Comunicare I2C în MCP4725

Acest IC DAC poate fi interfațat cu orice microcontroler folosind comunicația I2C. Comunicarea I2C necesită doar două fire SCL și SDA. În mod implicit, adresa I2C pentru MCP4725 este 0x60. Urmați linkul pentru a afla mai multe despre comunicarea I2C în STM32F103C8.

Pinii I2C din STM32F103C8:

SDA: PB7 sau PB9, PB11.

SCL: PB6 sau PB8, PB10.

Diagrama și explicația circuitului

Conexiuni între STM32F103C8 și LCD 16x2

Pin LCD nr	Numele pinului LCD	Numele pinului STM32
1	Teren (Gnd)	Teren (G)
2	VCC	5V
3	VEE	Pin din Centrul potențiometrului pentru contrast
4	Selectare înregistrare (RS)	PB11
5	Citire / Scriere (RW)	Teren (G)
6	Activați (EN)	PB10
7	Bit de date 0 (DB0)	Fără conexiune (NC)
8	Bit de date 1 (DB1)	Fără conexiune (NC)
9	Bit de date 2 (DB2)	Fără conexiune (NC)
10	Bit de date 3 (DB3)	Fără conexiune (NC)
11	Bit de date 4 (DB4)	PB0
12	Bit de date 5 (DB5)	PB1
13	Bit de date 6 (DB6)	PC13
14	Bit de date 7 (DB7)	PC14
15	LED pozitiv	5V
16	LED negativ	Teren (G)

Conexiune între MCP4725 DAC IC și STM32F103C8

MCP4725	STM32F103C8	Multimetru
SDA	PB7	NC
SCL	PB6	NC
OUT	PA1	Sonda pozitivă
GND	GND	Sonda negativă
VCC	3,3V	NC

De asemenea, este conectat un potențiometru, cu pinul central conectat la intrarea analogică PA1 (ADC) a STM32F10C8, pinul stâng conectat la GND și pinul cel mai drept conectat la 3,3V din STM32F103C8.

În acest tutorial vom conecta un IC MCP4725 DAC cu STM32 și vom folosi un potențiometru de 10k pentru a furniza valoarea de intrare analogică pinului ST032 ADC PA0. Și apoi utilizați ADC pentru a converti valoarea analogică în formă digitală. După aceea, trimiteți aceste valori digitale către MCP4725 prin magistrala I2C. Apoi convertiți aceste valori digitale în analog folosind IC DAC MCP4725 și apoi utilizați un alt pin ADC PA1 al STM32 pentru a verifica ieșirea analogică a MCP4725 de la pinul OUT. În cele din urmă, afișați ambele valori ADC și DAC cu tensiuni pe afișajul LCD de 16x2.

Programare STM32F103C8 pentru conversie digital-analog

Un programator FTDI nu este necesar acum pentru a încărca codul în STM32F103C8. Pur și simplu conectați-l la computer prin portul USB al STM32 și începeți programarea cu ARDUINO IDE. Accesați acest link pentru a afla mai multe despre Programarea STM32 în Arduino IDE. Programul complet pentru acest tutorial STM32 DAC este dat la sfârșit.

Mai întâi includeți biblioteca pentru I2C și LCD folosind wire.h, SoftWire.h și biblioteca liquidcrystal.h. Aflați mai multe despre I2C în microcontrolerul STM32 aici.

#include #include #include

Apoi definiți și inițializați pinii LCD în conformitate cu pinii LCD conectați cu STM32F103C8

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

Apoi definiți adresa I2C a IC DAC MCP4725. Adresa I2C implicită DAC MCP4725 este 0x60

#define MCP4725 0x60

În setarea nulă ()

Mai întâi începeți comunicarea I2C la pinii PB7 (SDA) și PB6 (SCL) ai STM32F103C8.

Wire.begin (); // Începe comunicarea I2C

Apoi setați afișajul LCD în modul 16x2 și afișați un mesaj de întâmpinare.

lcd.inceput (16,2); lcd.print ("CIRCUIT DIGEST"); întârziere (1000); lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("STM32F103C8"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("DAC cu MCP4725"); întârziere (2000); lcd.clear ();

În bucla de gol ()

1. Mai întâi în buffer puneți valoarea octetului de control (0b01000000).

(010-Sets MCP4725 în modul Write) buffer = 0b01000000;

2. Următoarea declarație citește valoarea analogică de la pinul PA0 și o convertește în valoare digitală variind de la 0 la 4096 deoarece ADC are o rezoluție de 12 biți și se stochează în variabila adc .

adc = analogRead (PA0);

3. Această afirmație următoare este o formulă utilizată pentru a calcula tensiunea de la valoarea de intrare ADC (0 la 4096) cu tensiunea de referință de 3,3V.

float ipvolt = (3.3 / 4096.0) * adc;

4. Puneți cele mai semnificative valori de biți în buffer prin deplasarea a 4 biți la dreapta în variabila ADC, și Valorile de biți cel mai puțin semnificative în buffer prin schimbarea a 4 biți la stânga în variabila adc .

tampon = adc >> 4; tampon = adc << 4;

5. Următoarea declarație citește valoarea analogică de la pinul ADC PA1 al STM32 care este ieșirea DAC (pinul OUTPUT al DAC IC MCP4725). Acest pin poate fi conectat și la multimetru pentru a verifica tensiunea de ieșire.

unsigned int analogread = analogRead (PA1);

6. În plus, valoarea tensiunii din variabila analogică este calculată utilizând formula cu următoarea afirmație.

float opvolt = (3.3 / 4096.0) * citire analogică;

7. În aceeași buclă de gol () există puține alte afirmații care sunt explicate mai jos

Începe transmisia cu MCP4725:

Wire.beginTransmission (MCP4725);

Trimite octetul de control către I2C

Wire.write (tampon);

Trimite MSB către I2C

Wire.write (tampon);

Trimite LSB către I2C

Wire.write (tampon);

Încheie transmisia

Wire.endTransmission ();

Afișați acum aceste rezultate pe ecranul LCD 16x2 folosind lcd.print ()

lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("A IP:"); lcd.print (adc); lcd.setCursor (10,0); lcd.print ("V:"); lcd.print (ipvolt); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("D OP:"); lcd.print (citire analogică); lcd.setCursor (10,1); lcd.print ("V:"); lcd.print (opvolt); întârziere (500); lcd.clear ();

Testarea DAC cu STM32

Când modificăm valoarea și tensiunea ADC de intrare prin rotirea potențiometrului, se schimbă și valoarea și tensiunea DAC de ieșire. Aici valorile de intrare sunt afișate în primul rând și valorile de ieșire în al doilea rând de afișaj LCD. Un multimetru este, de asemenea, conectat la pinul de ieșire MCP4725 pentru a verifica tensiunea analogică.

Codul complet cu demonstrația video este dat mai jos.