程序员经验分享-hwhale

MCP4725介绍和STM32模拟IC2驱动

2023-11-17

一.MCP4725

简单总结为下面几个特点。
1路DAC输出
12位分辨率
I2C 接口（标准，快速，高速支持）
供电电压2.7-5.5
内部EEPROM存储设置
I2C地址可配置（A0）（A1、A2内置，默认为‘00’）
在这里插入图片描述

二.硬件设计

MCP4725的管脚定义如图所示，比较简单
在这里插入图片描述
官方的电路图如下
在这里插入图片描述

一般上拉电阻选择10K就可以了，后级的比较器看项目需要，可以更换为同相放大器。

三.软件设计

MCP4725的输出电压由下面的公式计算得出
在这里插入图片描述
可以理解为VDD除以4096份，我们想要输出相对应的电压只要计算好相对应的份数就可以了。
在这里插入图片描述
MCP4725采用I2C接口。写命令如图
在这里插入图片描述
MCP4725带一个EEPROM，可以存储上一次输出的电压指令。
快速模式写DAC寄存器
在这里插入图片描述
其实第一个字节一般是固定的，如果I2C只连接了一个MCP4725那就是写入0XC2。第二个字节关断模式一般选择为00,接下来就是想要输出的电压分数，比如参考电压为5V，想要输出2.5V就是2048份，也就是0X800。
在这里插入图片描述接下来的写EEPROM和读EEPROM也是一样的操作。就不详细写了
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

代码
H文件

#ifndef __MCP4725_H
#define __mcp4725_H
#include "myiic.h"   


#define VREF_5V      5000

void MCP4725_Init(void);
void MCP4725_WriteData_Digital(u16 data);
void MCP4725_WriteData_Voltage(u16 Vout);

#endif

C文件

#include "MCP4725.h" 
#include "delay.h"


//初始化IIC接口
void MCP4725_Init(void)
{
	IIC_Init();
}

//使用快速模式写命令写DAC寄存器
void MCP4725_WriteData_Voltage(u16 Vout)   //电压单位mV
{
  u8 temp;
	u16 Dn;
	Dn = ( 4096 * Vout) / VREF_5V; //这里的VREF_5V宏定义为5000
	temp = (0x0F00 & Dn) >> 8;  //12位数据。0000XXXX XXXXXXXX 
	IIC_Start();
	IIC_Send_Byte(0XC2);      //器件寻址，器件代吗：1100； 地址位A2，A1，A0为 0 ， 0 ， 1；-> 1100 0010
    IIC_Wait_Ack();	 
    IIC_Send_Byte(temp); 	  //将高8位送到DAC寄存器
    IIC_Wait_Ack();	 
    IIC_Send_Byte(Dn);        //将低8位送到DAC寄存器
	IIC_Wait_Ack();	
    IIC_Stop();//产生一个停止条件  	
	delay_ms(10);	
}
 
void MCP4725_WriteData_Digital(u16 data)   //12位数字量
{
    u8 data_H=0,data_L=0;
	data_H = ( 0x0F00 & data) >> 8;
	data_L = 0X00FF & data ;
	IIC_Start();
	IIC_Send_Byte(0XC0);      //器件寻址，器件代吗：1100； 地址位A2，A1，A0为 0 ， 0 ， 0；-> 1100 0010
    IIC_Wait_Ack();	 
    IIC_Send_Byte(data_H); 	
    IIC_Wait_Ack();	 
    IIC_Send_Byte(data_L);
	IIC_Wait_Ack();	
    IIC_Stop();//产生一个停止条件  	
	delay_ms(10);	
}

I2C文件

#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H
#include "sys.h"

//IO方向设置
// 
//#define SDA_IN()  {GPIOL->CRH&=0XFF0FFFFF;GPIOA->CRL|=(u32)8<<12;}    //PA5
//#define SDA_OUT() {GPIOL->CRH&=0XFF0FFFFF;GPIOA->CRL|=(u32)3<<12;}
 

//IO操作函数	 
#define IIC_SCL    PAout(4) //SCL
#define IIC_SDA    PAout(5) //SDA	 
#define READ_SDA   PAin(5)  //输入SDA 

//IIC所有操作函数
void IIC_Init(void);                //初始化IIC的IO口				 
void IIC_Start(void);				//发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void);	  			//发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(u8 txd);			//IIC发送一个字节
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节
u8 IIC_Wait_Ack(void); 				//IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void);			        //IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);				//IIC不发送ACK信号

void SDA_IN(void);
void SDA_OUT(void);

void IIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);	  
#endif

#include "myiic.h"
#include "delay.h"

//初始化IIC
void IIC_Init(void)
{					     
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );	//使能GPIOA时钟
	   
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;         //PA4 ->SCL;  PA5->SDA
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5); 	//PA4,PA5 输出高，因为IIC空闲状态都是高电平
}

//SDA设置为输入
void SDA_IN (void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );	
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

//SDA设置为输出
void SDA_OUT(void)
{ 
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );	
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{
	SDA_OUT();     //sda线设置为输出
	IIC_SDA=1;	  	  
	IIC_SCL=1;
	delay_us(10);
 	IIC_SDA=0;     //START:when CLK is high,DATA change form high to low 
	delay_us(10);
	IIC_SCL=0;     //钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
}	  
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{
	SDA_OUT();//sda线输出
	IIC_SCL=0;
	IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
 	delay_us(10);
	IIC_SCL=1; 
	IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
	delay_us(10);							   	
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
	u8 ucErrTime=0;
	SDA_IN();      //SDA设置为输入  
	IIC_SDA=1;delay_us(2);	   
	IIC_SCL=1;delay_us(2);	 
	while(READ_SDA)
	{
		ucErrTime++;
		if(ucErrTime>250)
		{
			IIC_Stop();
			return 1;
		}
	}
	IIC_SCL=0;//时钟输出0 	   
	return 0;  
} 
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{
	IIC_SCL=0;
	SDA_OUT();
	IIC_SDA=0;
	delay_us(5);
	IIC_SCL=1;
	delay_us(5);
	IIC_SCL=0;
}
//不产生ACK应答		    
void IIC_NAck(void)
{
	IIC_SCL=0;
	SDA_OUT();
	IIC_SDA=1;
	delay_us(5);
	IIC_SCL=1;
	delay_us(5);
	IIC_SCL=0;
}					 				     
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答			  
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
	SDA_OUT(); 	    
    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
    for(t=0;t<8;t++)    //开始准备信号线
    {              
        //IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
		if((txd&0x80)>>7)
			IIC_SDA=1;
		else
			IIC_SDA=0;
		txd<<=1; 	  
		delay_us(5);   //对TEA5767这三个延时都是必须的
		IIC_SCL=1;
		delay_us(5); 
		IIC_SCL=0;	
		delay_us(5);
    }	 
} 	    
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
	unsigned char i,receive=0;
	SDA_IN();//SDA设置为输入
    for(i=0;i<8;i++ )
	{
        IIC_SCL=0; 
        delay_us(5);
		IIC_SCL=1;
        receive<<=1;
        if(READ_SDA)receive++;   
		delay_us(4); 
    }					 
    if (!ack)
        IIC_NAck();//发送nACK
    else
        IIC_Ack(); //发送ACK   
    return receive;
}
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