Ａ／Ｄコンバータ制御

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Ａ／Ｄコンバータ制御
　工業用のＡ／Ｄコンバータは、１２ビットが主流なので、
　２種のシリアルインタフェースＡ／Ｄコンバータの制御を
　説明する。

　シリアルインタフェースＡ／Ｄコンバータは、概ね次のように
　制御する。

ChipSelectをenableにする
制御ワードをclockに同期させて入力
変換待ち
変換データをclockに同期させて出力
ChipSelectをdisableにする



MAX186制御
　MAX186は、８チャネルの入力をもつ１２ビットのＡ／Ｄコンバータ。

　８チャネルは、シングルエンド入力の場合。バイポーラ入力では
　４チャネルになる。

　シングルエンド、バイポーラを切り替える、どのチャネルを使う
　かは、制御ワードの中のビットを組み合わせることで指定する。

　制御ワードはＤＩＮ入力に与えるが、結果はＤＯＵＴ出力から取得
　する。

　関数を徐々に、仕上げていく。
　関数名はget_max186、返値は１６ビットとして、制御ワードを入力
　パラメータとしておく。
  UWORD get_max186(UBYTE x)
  {
    UWORD result ;
    return result ;
  }

　処理内容は、次のようになっているので、コメントで動作を記述する。

ChipSelectをenableにする
制御ワードをclockに同期させて入力
変換待ち
変換データをclockに同期させて出力
ChipSelectをdisableにする

  UWORD get_max186(UBYTE x)
  {
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    /* send control word */
    /* wait conversion */
    /* get data */
    /* 1 -> CS */
    return result ;
  }

　ChipSelectの処理を加える。
  UWORD get_max186(UBYTE x)
  {
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    AD_CS = OFF ;
    /* send control word */
    /* wait conversion */
    /* get data */
    /* 1 -> CS */
    AD_CS = ON ;
    return result ;
  }

　制御ワード転送を加える。
　ＤＩＮにクロック同期で制御ワードを転送する。
  #define MASK80 0x80

  UWORD get_max186(UBYTE x)
  {
    UBYTE tmp ;
    UBYTE i ;
    UBYTE j ;
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    AD_CS = OFF ;
    /* send control word */
    for ( i = 0 ; i < 8 ; i++ ) {
      AD_DIN = OFF ;
      if ( tmp & MASK80 ) { AD_DIN = ON ; }
      AD_SCLK = ON  ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
      tmp <<= 1 ;
      AD_SCLK = OFF ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
    }
    AD_CS  = ON ;
    AD_DIN = OFF ;
    /* wait conversion */
    /* get data */
    /* 1 -> CS */
    AD_CS = ON ;
    return result ;
  }

　変換時間待ちを加える。
  #define MASK80 0x80

  UWORD get_max186(UBYTE x)
  {
    UBYTE tmp ;
    UBYTE i ;
    UBYTE j ;
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    AD_CS = OFF ;
    /* send control word */
    for ( i = 0 ; i < 8 ; i++ ) {
      AD_DIN = OFF ;
      if ( tmp & MASK80 ) { AD_DIN = ON ; }
      AD_SCLK = ON  ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
      tmp <<= 1 ;
      AD_SCLK = OFF ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
    }
    AD_CS  = ON ;
    AD_DIN = OFF ;
    /* wait conversion */
    for ( j = 0 ; j < 200 ; j++ ) ;
    AD_CS = OFF ;
    /* get data */
    /* 1 -> CS */
    AD_CS = ON ;
    return result ;
  }

　変換結果をＤＯＵＴから入力する。
  #define MASK80   0x80
  #define DAC_LAST 16

  UWORD get_max186(UBYTE x)
  {
    UBYTE tmp ;
    UBYTE i ;
    UBYTE j ;
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    AD_CS = OFF ;
    tmp = x ;
    /* send control word */
    for ( i = 0 ; i < 8 ; i++ ) {
      AD_DIN = OFF ;
      if ( tmp & MASK80 ) { AD_DIN = ON ; }
      AD_SCLK = ON  ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
      tmp <<= 1 ;
      AD_SCLK = OFF ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
    }
    AD_CS  = ON ;
    AD_DIN = OFF ;
    /* wait conversion */
    for ( j = 0 ; j < 200 ; j++ ) ;
    AD_CS = OFF ;
    /* get data */
    for ( i = 0 ; i < DAC_LAST ; i++ ) {
      /* 1 -> SCLK */
      AD_SCLK = ON ;  for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
      /* shift */
      result <<= 1 ;
      /* 0 -> SCLK */
      AD_SCLK = OFF ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
      /* adjust */
      if ( AD_DOUT ) { result |= 1 ; }
    }
    for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
    /* 1 -> CS */
    AD_CS = ON ;

    return result ;
  }

　１２ビットは、１６ビットの上位側にずれているので
　ＬＳＢからの１２ビットに入るように調整する。
  #define MASK80   0x80
  #define DAC_LAST 16

  UWORD get_max186(UBYTE x)
  {
    UBYTE tmp ;
    UBYTE i ;
    UBYTE j ;
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    AD_CS = OFF ;
    tmp = x ;
    /* send control word */
    for ( i = 0 ; i < 8 ; i++ ) {
      AD_DIN = OFF ;
      if ( tmp & MASK80 ) { AD_DIN = ON ; }
      AD_SCLK = ON  ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
      tmp <<= 1 ;
      AD_SCLK = OFF ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
    }
    AD_CS  = ON ;
    AD_DIN = OFF ;
    /* wait conversion */
    for ( j = 0 ; j < 200 ; j++ ) ;
    AD_CS = OFF ;
    /* get data */
    for ( i = 0 ; i < DAC_LAST ; i++ ) {
      /* 1 -> SCLK */
      AD_SCLK = ON ;  for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
      /* shift */
      result <<= 1 ;
      /* 0 -> SCLK */
      AD_SCLK = OFF ; for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
      /* adjust */
      if ( AD_DOUT ) { result |= 1 ; }
    }
    for ( j = 0 ; j < 4 ; j++ ) ;
    /* 1 -> CS */
    AD_CS = ON ;
    /* adjust */
    result >>= 4 ;
    result &= 0x0fff ;

    return result ;
  }

　制御の８ビットは、次のように指定する。

ＭＳＢ(2^7)　開始指定ビットは、常に１
2^6-2^4      チャネル指定 000<->111
2^3          ユニポーラかバイポーラの指定
2^2          シングルエンドか差動の指定
2^1-2^0      クロックとパワーモード指定



MCP3208制御
　MCP3208は、８チャネルの入力をもつ１２ビットのＡ／Ｄコンバータ。

　シングルエンド、バイポーラを切り替える、どのチャネルを使う
　かは、制御ワードの中のビットを組み合わせることで指定する。

　制御ワードはＤＩＮ入力に与えるが、結果はＤＯＵＴ出力から取得
　する。

　シングルエンド、バイポーラを切り替える、どのチャネルを使う
　かは、制御ワードの中のビットを組み合わせることで指定する。

　制御ワードはＣＨ入力に与えるが、結果はＤＯＵＴ出力から取得
　する。

　関数を徐々に、仕上げていく。
　関数名はget_mcp3208、返値は１６ビットとして、制御ワードを入力
　パラメータとしておく。
  UWORD get_mcp3208(UBYTE x)
  {
    UWORD result ;
    return result ;
  }

　処理内容は、次のようになっているので、コメントで動作を記述する。

ChipSelectをenableにする
制御ワードをclockに同期させて入力
変換待ち
変換データをclockに同期させて出力
ChipSelectをdisableにする

  UWORD get_mcp3208(UBYTE x)
  {
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    /* send control word */
    /* wait conversion */
    /* get data */
    /* 1 -> CS */

    return result ;
  }

　ChipSelectの処理を加える。
  UWORD get_mcp3208(UBYTE x)
  {
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    AD_CS = OFF ;
    /* send control word */
    /* wait conversion */
    /* get data */
    /* 1 -> CS */
    AD_CS = ON ;

    return result ;
  }

　制御ワード転送を加える。
　ＤＩＮにクロック同期で制御ワードを転送する。
  #define MASKF8 0xf8
  #define MASK80 0x80

  UWORD get_mcp3208(UBYTE x)
  {
    UBYTE tmp ;
    UBYTE i ;
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    AD_CS = OFF ;
    /* send control word */
    tmp = (x << 3) & MASKF8 ;
    for ( i = 0 ; i < 5 ; i++ ) {
      AD_DIN = OFF ;
      if ( tmp & MASK80 ) { AD_DIN = ON ; }
      AD_SCLK = ON  ;
      tmp <<= 1 ;
      AD_SCLK = OFF ;
    }
    /* wait conversion */
    /* get data */
    /* 1 -> CS */
    AD_CS = ON ;

    return result ;
  }

　変換時間待ちを加える。
  #define MASKF8 0xf8
  #define MASK80 0x80

  UWORD get_mcp3208(UBYTE x)
  {
    UBYTE tmp ;
    UBYTE i ;
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    AD_CS = OFF ;
    /* send control word */
    tmp = (x << 3) & MASKF8 ;
    for ( i = 0 ; i < 5 ; i++ ) {
      AD_DIN = OFF ;
      if ( tmp & MASK80 ) { AD_DIN = ON ; }
      AD_SCLK = ON  ;
      tmp <<= 1 ;
      AD_SCLK = OFF ;
    }
    /* wait conversion */
    AD_SCLK = ON  ; AD_SCLK = OFF ;
    AD_SCLK = ON  ; AD_SCLK = OFF ;
    /* get data */
    /* 1 -> CS */
    AD_CS = ON ;

    return result ;
  }

　変換結果をＤＯＵＴから入力する。
  #define MASKF8 0xf8
  #define MASK80 0x80

  UWORD get_mcp3208(UBYTE x)
  {
    UBYTE tmp ;
    UBYTE i ;
    UWORD result ;
    /* 0 -> CS */
    AD_CS = OFF ;
    /* send control word */
    tmp = (x << 3) & MASKF8 ;
    for ( i = 0 ; i < 5 ; i++ ) {
      AD_DIN = OFF ;
      if ( tmp & MASK80 ) { AD_DIN = ON ; }
      AD_SCLK = ON  ;
      tmp <<= 1 ;
      AD_SCLK = OFF ;
    }
    /* wait conversion */
    AD_SCLK = ON  ; AD_SCLK = OFF ;
    AD_SCLK = ON  ; AD_SCLK = OFF ;
    /* get data */
    for ( i = 0 ; i < 12 ; i++ ) {
      result |= AD_DOUT ;
      AD_SCLK = ON  ;
      if ( i != 11 ) { result <<= 1 ; }
      AD_SCLK = OFF ;
    }
    /* 1 -> CS */
    AD_CS = ON ;

    return result ;
  }

　制御の４ビットは、開始指定の１ビットと合わせて
　以下のビットパターンになる。

シングルエンドCH０　　　　　１１０００
シングルエンドCH１　　　　　１１００１
シングルエンドCH２　　　　　１１０１０
シングルエンドCH３　　　　　１１０１１
シングルエンドCH４　　　　　１１１００
シングルエンドCH５　　　　　１１１０１
シングルエンドCH６　　　　　１１１１０
シングルエンドCH７　　　　　１１１１１
バイポーラCH0(IN+)CH1(IN-)　１００００
バイポーラCH0(IN-)CH1(IN+)　１０００１
バイポーラCH2(IN+)CH3(IN-)　１００１０
バイポーラCH2(IN-)CH3(IN+)　１００１１
バイポーラCH4(IN+)CH5(IN-)　１０１００
バイポーラCH4(IN-)CH5(IN+)　１０１０１
バイポーラCH6(IN+)CH7(IN-)　１０１１０
バイポーラCH6(IN-)CH7(IN+)　１０１１１
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