将MCP4921与PIC16F877A接口进行数模转换的方法

将MCP4921与PIC16F877A接口进行数模转换的方法

MCP4921 是 12 位 DAC，因此 MCP4921 将提供 12 位输出分辨率。DAC 分辨率是指可以转换为模拟信号的数字位数。我们可以从中获得多少价值是基于公式的。对于 12 位，它 = 4096。这意味着 12 位分辨率 DAC 可以产生 4096 个不同的输出。

通过使用该值，可以轻松计算单个模拟阶跃电压。为了计算步数，需要参考电压。由于该器件的逻辑电压为 5V，因此步进电压为 5/4095（4096-1，因为数字的起点不是 1，而是 0），即 0.00122100122 毫伏。因此，更改 1 位将使模拟输出更改为 0.00122100122。

所以，这就是转换部分。MCP4921是一个 8 引脚 IC。引脚图和说明可以在下面找到。

MCP4921 IC通过SPI 协议与微控制器通信。对于 SPI 通信，设备必须是主设备，它向作为从设备连接的外部设备提交数据或命令。在 SPI 通信系统中，单个主设备可以连接多个从设备。

在下图中，显示了命令寄存器，

命令寄存器是一个16 位寄存器。bit-15 到 bit-12 用于配置命令。上图清楚地显示了数据输入和配置。在本项目中，MCP4921 将用作以下配置 -

所以二进制是 0011 以及由寄存器的 D11 到 D0 位确定的数据。需要提交16位数据0011 xxxx xxxx xxxx，其中MSB的前4位为配置，其余为LSB。看写命令时序图会更清楚。

根据时序图和数据表，在向 MCP4921 的整个命令写入周期内，CS 引脚为低电平。

所需组件

对于这个项目，需要以下组件 -

MCP4921

PIC16F877A

面包板

5V供电，一个手机充电器即可工作。

很多连接线或 berg 线。

示意图

该电路是在面包板中构建的-

代码说明

PIC SPI 教程和库可以在给定的链接中找到。

此外，对于以下函数，SPI_Write() 稍作修改。数据传输将在缓冲区清空后进行，以确保通过 SPI 进行完美的数据传输。

无效 SPI_Write(char 传入) { SSPBUF = 传入; //将用户给定的数据写入缓冲区 while (!SSPSTATbits.BF); }

该程序的重​​要部分是 MCP4921 驱动程序。这是一个有点棘手的部分，因为命令和数字数据被打孔在一起以通过 SPI 提供完整的 16 位数据。但是，该逻辑清楚地显示在代码注释中。

/*此函数用于将数字值转换为模拟值。*/ void convert_DAC(unsigned int value) { /*步长 = 2^n, 因此 12bit 2^12 = 4096 对于 5V 参考，步长将为 5/4095 = 0.0012210012210012V 或 1mV（大约）*/ unsigned int 容器; 无符号整数 MSB； 无符号整数 LSB； /*步骤：1、将12位数据存入容器 假设数据为4095，二进制1111 1111 1111*/ container = value; /*步骤：2 创建虚拟 8 位。因此，通过除以 256，在 LSB 中捕获高 4 位 LSB = 0000 1111*/ LSB = container/256； /*Step: 3 发送配置打孔4位数据。 LSB = 0011 0000 或 0000 1111。结果为 0011 1111 */ LSB = (0x30) | 低位； /*Step:4 容器仍然有 21bit 的值。提取低 8 位。 1111 1111 和 1111 1111 1111。结果是 1111 1111，即 MSB*/ MSB = 0xFF & 容器； /*Step:4 将16bits的数据分成两个字节发送。*/ DAC_CS = 0; // 数据传输期间 CS 为低电平。根据数据表，需要 SPI_Write(LSB); SPI_Write(MSB); DAC_CS = 1； }

在主函数中，使用“for 循环”来创建用于创建 1V、2V、3V、4V 和 5V 输出的数字数据。数字值是根据输出电压 / 0.0012210012210012 毫伏计算得出的。

无效 main() { system_init(); 介绍屏幕（）； 整数=0； 国际伏特=0； 而 (1) { for (volt=1; volt<=MAX_VOLT; volt++){ number = volt / 0.0012210012210012; 清除屏幕（）； lcd_com(FIRST_LINE); lcd_puts("数据发送：-"); lcd_print_number(数字); lcd_com（第二行）； lcd_puts("输出：-"); lcd_print_number(伏特); lcd_puts("V"); 转换_DAC（数字）； __delay_ms(300); } } }

使用万用表测试构建的电路。在下图中，输出电压和数字数据显示在 LCD 上。万用表显示接近读数。

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