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D/A converter

 
　８ピンのPIC12F1501には、D/A変換器が含まれてます。

　PICではD/A変換器を内蔵しているチップは少ないので
　これを機会に使い方をマスターしようと考えました。

　D/A変換器は、VCO(Voltage Controlled Oscillator)で
　利用する、バリキャップの逆電圧を制御してみます。

　D/A変換器の出力を安定させるため、OPアンプを
　使った電圧フォロワを入れておきます。



　D/A変換器に関する情報を、データシートから抜出して
　みると、次のようになっています。



　D/A変換器を使うためには、レジスタDACCON0のDACENビットを
　１に設定します。さらに、D/A変換器の出力をどこにするかを
　指定します。また、リファレンス電圧を電源電圧にするのか
　Vref入力を使うのかをブロック図を見て指定します。



　今回は、DACOUT1を使います。

　D/A変換器の出力は、次の３角波とします。



  D/A変換器の設定値は０から31なので、カウンタで
　０から31、31から０を生成し、レジスタに書込みます。

　０から31、31から０を生成するのは、タイマー割込みで
　ステートマシンを動かし、ステートをインクリメントして
　いきます。

　ステートは０から63とし、このステート値をデコーダに
　いれて、０から31、31から０を生成します。

　D/A変換器の制御は、２関数に担当させます。

　初期化
　　リファレンス電圧、D/A変換値出力を指定後、D/A変換
　　モジュールを使うと宣言します。

void  dac_init(void)
{
  /* reference Vdd */
  DACCON0.DACPSS = OFF ;
  /* enable DAC output #1 */
  DACCON0.DACOE1 = ON ;
  /* use DAC */
  DACCON0.DACEN = ON ;
}

　値出力
　　D/A変換器の設定値は０から31なので、その範囲になるよう
　　レンジチェックして出力します。

void  dac_write(UBYTE x)
{
  DACCON1 = (0x1f & x);
}

　タイマー割込みを使うので、タイマー０のオーパーフロー割込み
　を使います。割込みハンドラは、次のように定義します。

void interrupt(void)
{
  /* generate 500Hz(2ms) */
  if ( INTCON.T0IF == ON ) {
    /* clear flag */
    INTCON.T0IF = OFF ;
    /* initialize */
    TMR0 = CNTBEGIN ;
    /* increment */
    timcnt++ ;
    /* judge */
    if ( timcnt == CNTMAX ) {
      /* clear */
      timcnt = 0 ;
      /* set flag */
      eflag = ON ;
    }
  }
}

　2ms周期で、D/A変換器の出力値を更新します。

　MikroCを利用したソースコードは、以下。

typedef unsigned char  UBYTE ;
typedef unsigned short UWORD ;

#define OFF 0
#define ON  OFF+1

#define CNTBEGIN 6
#define CNTMAX   32

volatile UWORD timcnt ;
volatile UBYTE eflag ;
volatile UBYTE state ;
volatile UBYTE tmp ;

/* function prototype */
void  init_usr(void);
void  dac_write(UBYTE x);
void  dac_init(void);

/* interrupt handler */
void interrupt(void)
{
  /* generate 500Hz(2ms) */
  if ( INTCON.T0IF == ON ) {
    /* clear flag */
    INTCON.T0IF = OFF ;
    /* initialize */
    TMR0 = CNTBEGIN ;
    /* increment */
    timcnt++ ;
    /* judge */
    if ( timcnt == CNTMAX ) {
      /* clear */
      timcnt = 0 ;
      /* set flag */
      eflag = ON ;
    }
  }
}

void main(void)
{
  /* initialize */
  init_usr() ;
  /* endless loop */
  while ( ON ) {
    /* event handling */
    if ( eflag == ON ) {
      /* clear flag */
      eflag = OFF ;
      /* impress */
      tmp = state ;
      if ( state > 31 ) { tmp = 31 - state ; }
      dac_write( tmp ) ;
      /* increment */
      state++ ;
      /* judge */
      if ( state & 0x40 ) {
        state = 0 ;
      }
    }
  }
}

/* define function body */
void init_usr(void)
{
  /* select 4MHz */
  OSCCON = (0x0d << 3) | 0x03 ;
  /* disable A/D converter */
  ADCON0.ADON = OFF ;
  ADCON2      = 0 ;
  /* initialize D/A converter */
  dac_init();
  /* disable compare module */
  CM1CON0.C1ON = OFF ;
  CM1CON0.C1OE = OFF ;
  /* I/O state */
  LATA = 0 ;
  /* I/O directions */
  TRISA = 0xf8 ; /* bit0,1,2 as output , others as input */
  /* pull-up */
  WPUA = 0x30 ;
  /* initialize Timer 0 */
  {
    /*
       4MHz/4 = 1MHz -> 1MHz/8 = 125kHz prescaler = 1:8
    */
    OPTION_REG = 0x02 ;
    /* 256 - 6 = 250 */
    TMR0 = CNTBEGIN ;
    /* enable timer0 overflow interrupt */
    INTCON.TMR0IE = ON ;
  }
  /* enable general interrupt */
  INTCON.GIE = ON ;
  /* clear flag */
  eflag = OFF ;
  /* initialize variables */
  timcnt = 0 ;
  state = 0 ;
}

void  dac_write(UBYTE x)
{
  DACCON1 = (0x1f & x);
}

void  dac_init(void)
{
  /* reference Vdd */
  DACCON0.DACPSS = OFF ;
  /* enable DAC output #1 */
  DACCON0.DACOE1 = ON ;
  /* use DAC */
  DACCON0.DACEN = ON ;
}

　D/A変換器の出力には、OPアンプによるバッファを入れるよう
　データシートに記載があるので、次の回路をバッファで入れ
　ます。



　テストに利用した基板は、以下。
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