mbedにMicrochip社の12Bits D/AコンバータMCP4922をつないでサイン波を生成してみました。

 

MCP4922はA,B 2つの出力がありますが、今回はVoutAのみ使用しています。

 

mbedとのインターフェースはSPIを使用します。MCP4922のSPIクロックは20MHzまでOKですから、簡易計算ですが1クロックは1/20MHz = 50nSで、12bitsですから 50 x 12 = 0.6uS セッティングタイムが4.5uSですから計5uSくらいで変換できそうです。

 

5uSつまり200KHzでサンプリングできそうですが、プログラムのオーバーヘッドと、Ticker割込みをきりのよい時間間隔でかけたいので、6usとしました。サンプリング周波数は166.667KHzとなります。(ちなみに試してみたところTickerは最小間隔3uSまで可能のようです。)

 

サイン波の一周期分のデータはOutData[]にあらかじめ計算しておきます。

 

それを6uS間隔でD/Aコンバータに送ります。

 

MCP4922をSPIで制御するライブラリがありましたので、利用させていただきました。これを使えば面倒なSPIの信号制御は要りません。
SPIのクロックは20000000(20MHz）にしています。
SPIのSDIはp5、CLKはp7につなぎ、/CSはp8につなぎました。
/LDACはGNDで常時True、/SHDNはVccで常時Falseとしました。

 

波形は1K, 5K, 10K, 20KHzを観測しました。
1KHzはWaveSpectraのFFTで高調波を観測したところ第二高調波が-40db以下となっています。
5KHzくらいになると階段状見えてきます。オシロのレンジを拡大して見ると、1サンプリング約5uSとなっていてほぼ予想通りです。

 

See: http://mbed.org/users/jf1vrr/programs/MCP4922_Sinewave/lr3b6b

 

//プログラム

 

#include "mbed.h"
#include "TextLCD.h"
#include "MCP4922.h"

 

MCP4922 MCP(p5, p7,p8); // MOSI, SCLK, CS //<-SPIの信号ピンを指定
TextLCD lcd(p24, p26, p27, p28, p29, p30);
Ticker sampling;

 

#define PI 3.141593
#define MaxRes 800
/// Global Variables
unsigned int OutData[MaxRes];
unsigned int Maxindex;
unsigned long Fsample;
unsigned long Freq;
unsigned int index = 0;

 

void GenWave(void) {
unsigned int i;

Maxindex = (int) (Fsample / Freq);
if(Maxindex > MaxRes) {
Fsample = Freq * MaxRes;

Maxindex = MaxRes;

}
for(i=0; i<Maxindex; i++) { //<-サイン波を計算する

OutData[i] = (int)(0xFFF * (1+ sin((2*PI*Freq*i)/Fsample))/2);

}
}
void timer_int(){ //<-6uS間隔で実行される

/// Output to D/A Converter
MCP.writeA(OutData[index]); //<- データをMCP4922のVoutAに出力
index++;
if(index >= Maxindex) index = 0;

}

 

/**** Main Function ***/
int main(void) {

MCP.frequency(20000000);

lcd.cls();
lcd.printf("MCP4922 Sinewave" );

Fsample = 166667; //<- サンプリング周波数
Freq = 1000; //<- 周波数指定
GenWave();

sampling.attach_us(&timer_int, 6); 　//<- 6uS間隔でtimer_int()を実行
while(1){
}

}