要約：このアプリケーションノートでは、MAX5581 DACを用いてPIC®マイクロコントローラを使用する方法について説明します。詳細な回路図とソースコードを提示しています。 MAX5581の概要 MAX5581は、3線式SPI™シリアルインタフェースを搭載した12ビット高速セトリングDACです。MAX5581のインタフェースは、最大3マイクロ秒のセトリング時間で最大20MHzまでのSPIをサポートすることができます。このアプリケーションノートでは、最速ラインのPICマイクロコントローラ(PIC18Fコア)をMAX5581 DACに接続するために必要なアプリケーション回路とすべてのファームウェアを紹介しています。例として挙げたアセンブリプログラムは、MPLAB IDEバージョン6.10.0.0にて無償提供されているアセンブラを使用して、PIC18F442向けに記述したものです。 ハードウェアの概要 ここで取り上げるアプリケーション回路は、MAX5581評価(EV)キットを使用しています。このキットにはMAX5581、超高精度電圧リファレンス(MAX6126)、プッシュボタンスイッチ2個、ゲイン設定抵抗器、および検証されたPCBレイアウトが含まれています。PIC18F442は、MAX5581EVキットボード上にはありませんが、図1に示すアプリケーション回路図を完成するために、システムに追加しています。MAX5581EVキットの/CS\、SCLK、DIN、およびDOUTパッドを利用すれば、SPIシリアルインタフェースに簡単に接続することができます。 大きな画像を見る 図1. MAX5581アプリケーション回路図(1/2) 図1. MAX5581アプリケーション回路図(2/2) アナログ/ディジタルグランドプレーン 図2に示すように、アナログとディジタルのグランドプレーンを分離するのが懸命な方法です。TDK MMZ1608B601Cなどのフェライトビーズを使用して、両グランドプレーンを接続します。これによって、マイクロコントローラのシステムクロックとその高調波がアナロググランドに流れ込むことを防止しています。PIC18F442のシステムクロックは40MHzですが、特定のインピーダンス対周波数特性のためにMMZ1608B601Cを選択しています。図3はMMZ1608B601Cのインピーダンス対周波数曲線を示しています。 図2. アナロググランドとディジタルグランドの分離 図3. TDK MMZ1608B601Cフェライトビーズのインピーダンス対周波数曲線 ファームウェアの概要 リスト1に示すアセンブリプログラムの例は、PIC18F442の内部MSSP SPI周辺回路を使用してMAX5581を初期化しています。PIC18F442の40MHzシステムクロックによって、MSSPは最大10MHzまでのSPIクロック(SCLK)を供給することができます。表1は、電力供給後に必要な唯一の設定ワードを示しています。一度MAX5581の初期化が行われた後は、表2に示すようにプログラムは絶えずゼロスケールに続いてフルスケールをDAC出力レジスタにロードします。これを絶えずループすることによって、図4に示すような方形波が形成されます。これはMAX5581の高速セトリング時間を実証するものです。 図4. 80kHz方形波の実際のスコープ画面 リスト1：PIC18F442の内部MSSP SPI周辺回路を使用してMAX5581にインタフェース接続する、アセンブリプログラムの例 ダウンロード：P18F442.INC Listing 1.asm ;****************************************************************************** ; ; Filename:Listing 1 (Absolute Code Version) ; Date: 2/25/05 ; File Version: 1.0 ; ; Author: Ted Salazar ; Company: Maxim ; ;****************************************************************************** ; ;Program Description: ; ;This program interfaces the internal SPI MSSP ;(Peripheral) of the PIC18F442 to the MAX5581 SPI ;Quad DAC. The program initializes the MAX5581 ;and dynamically generates a 50% duty cycle square ;wave with a frequency of 80KHz. ; ; ;****************************************************************************** ; ; History: ; 2/25/05: Tested SPI DAC format ; 2/25/05: Initialized MAX5591 ; 12/14/04: Cleared tcount timer in HWSPI_W_spidata_W ;****************************************************************************** ;****************************************************************************** ; ;****************************************************************************** ; ; Files required: P18F442.INC ; ;****************************************************************************** radix hex ;Default to HEX LIST P=18F442, F=INHX32;Directive to define processor and file format #include ;Microchip's Include File ;****************************************************************************** ;****************************************************************************** xmit equ06 ; Asynchronous TX is at C6 ; ;****************************************************************************** ;Configuration bits ; The __CONFIG directive defines configuration data within the .ASM file. ; The labels following the directive are defined in the P18F442.INC file. ; The PIC18FXX2 Data Sheet explains the functions of the configuration bits. ; Change the following lines to suit your application. ;T__CONFIG_CONFIG1H, _OSCS_OFF_1H & _RCIO_OSC_1H ;T__CONFIG_CONFIG2L, _BOR_ON_2L & _BORV_20_2L & _PWRT_OFF_2L ;T__CONFIG_CONFIG2H, _WDT_ON_2H & _WDTPS_128_2H ;T__CONFIG_CONFIG3H, _CCP2MX_ON_3H ;T__CONFIG_CONFIG4L, _STVR_ON_4L & _LVP_OFF_4L & _DEBUG_OFF_4L ;T__CONFIG_CONFIG5L, _CP0_OFF_5L & _CP1_OFF_5L & _CP2_OFF_5L & _CP3_OFF_5L ;T__CONFIG_CONFIG5H, _CPB_ON_5H & _CPD_OFF_5H ;T__CONFIG_CONFIG6L, _WRT0_OFF_6L & _WRT1_OFF_6L & _WRT2_OFF_6L & _WRT3_OFF_6L ;T__CONFIG_CONFIG6H, _WRTC_OFF_6H & _WRTB_OFF_6H & _WRTD_OFF_6H ;T__CONFIG_CONFIG7L, _EBTR0_OFF_7L & _EBTR1_OFF_7L & _EBTR2_OFF_7L & _EBTR3_OFF_7L ;T__CONFIG_CONFIG7H, _EBTRB_OFF_7H ;****************************************************************************** ;Variable definitions ; These variables are only needed if low priority interrupts are used. ; More variables may be needed to store other special function registers used ; in the interrupt routines. CBLOCK0x080 WREG_TEMP;variable used for context saving STATUS_TEMP;variable used for context saving BSR_TEMP;variable used for context saving ; ENDC CBLOCK0x000 EXAMPLE;example of a variable in access RAM ; temp ; temp2 ; xmtreg ; cntrb ; cntra ; bitctr ; tcount; speedLbyte;T Being used in HWSPI_speed ; ENDC ;****************************************************************************** ;Reset vector ; This code will start executing when a reset occurs. ORG0x0000 gotoMain;go to start of main code ;****************************************************************************** ;High priority interrupt vector ; This code will start executing when a high priority interrupt occurs or ; when any interrupt occurs if interrupt priorities are not enabled. ORG0x0008 braHighInt;go to high priority interrupt routine ;****************************************************************************** ;Low priority interrupt vector and routine ; This code will start executing when a low priority interrupt occurs. ; This code can be removed if low priority interrupts are not used. ORG0x0018 movffSTATUS,STATUS_TEMP;save STATUS register movffWREG,WREG_TEMP;save working register movffBSR,BSR_TEMP;save BSR register ;*** low priority interrupt code goes here *** movffBSR_TEMP,BSR;restore BSR register movffWREG_TEMP,WREG;restore working register movffSTATUS_TEMP,STATUS;restore STATUS register retfie ;****************************************************************************** ;High priority interrupt routine ; The high priority interrupt code is placed here to avoid conflicting with ; the low priority interrupt vector. HighInt: ;*** high priority interrupt code goes here *** retfieFAST ;****************************************************************************** ;Start of main program ; The main program code is placed here. Main: ;*** main code goes here *** start ;*** Port Initialization *** movlw0x0FF movwfPORTB clrfPORTA movlw0x06 ;T Configure PortA as Digital movwf ADCON1 movlw 0x00FB ;T A2 OUTPUT, ALL OTHERS INPUT movwf TRISA movlw0x0001 ;T B0 INPUT, ALL OTHERS OUTPUT movwfTRISB movlw0x0093 ;T C7-C0 => bit7-0 ;T OUTPUTs: C6(TX), C5(MOSI), C3(SCLK), C2(CS) ;T INPUTs:C4 (MISO) and all others movwfTRISC ;T TRISC bit3 Master = 0 bsfPORTC,RC2;T RC2 = CS\ Make CS\ high ; *** SPI Initialization *** callHWSPI_init ;T Initialize the MSSP for SPI ; *** SPI Configuration *** movlwb'00000000' ;T load W with test byte for CPOLCPHA 0,0 ;T b'00000000' => CPOLCPHA 0,0 ;T b'00000001' => CPOLCPHA 0,1 ;T b'00000010' => CPOLCPHA 1,0 ;T b'00000011' => CPOLCPHA 1,1 callHWSPI_W_configure ; *** SPI Speed *** movlwb'00000000' ;T load W with test byte for SPI Freq ;T b'00000000' => Fosc/4 = 10MHz ;T b'00000001' => Fosc/16 = 2.5Mhz ;T b'00000010' => Fosc/64 = 625kHz ;T b'00000011' => Reserved. call HWSPI_W_speed ;****************************************************************************** ; *** MAX5581 Initialization *** bcfPORTC,RC2;T RC2 = CS\ Make CS\ Low movlw0xEC;T byte0 of settling time config callHWSPI_W_spidata_W;T HW SPI WriteRead Operation movlw0x0F;T byte1 of settling time config callHWSPI_W_spidata_W;T HW SPI WriteRead Operation bsfPORTC,RC2;T RC2 = CS\ Make CS\ high ; *** MAX5581 Load All DAC Outputs to Zero Scale *** Loopforever bcfPORTC,RC2;T RC2 = CS\ Make CS\ Low movlw0xD0;T byte0 of load all input/output to zeros callHWSPI_W_spidata_W;T HW SPI WriteRead Operation movlw0x00;T byte1 of load all input/output to zeros callHWSPI_W_spidata_W;T HW SPI WriteRead Operation bsfPORTC,RC2;T RC2 = CS\ Make CS\ high ; *** MAX5581 Load All DAC Outputs to Full Scale *** bcfPORTC,RC2;T RC2 = CS\ Make CS\ Low movlw0xDF;T byte0 of load all input/output to zeros callHWSPI_W_spidata_W;T HW SPI WriteRead Operation movlw0xFF;T byte1 of load all input/output to zeros callHWSPI_W_spidata_W;T HW SPI WriteRead Operation bsfPORTC,RC2;T RC2 = CS\ Make CS\ high ; movwf xmtreg;T move w to xmtreg ; call asyxmtc;T call UART routine ; gotoLoopforever ;T loop forever ;****************************************************************************** errsrv movlw0x65; load w with 'e' = 0x65 movwfxmtreg ; move w to xmtreg callasyxmtc; call UART routine dead goto dead ; goto endless loop ;****************************************************************************** set_cf_error movlw 0x00 ; 0x00 into W sublw 0x00 ; Subtract W-0x00: If W<=N C set; If W>N C clear. return ; error=> cf=set ;****************************************************************************** clear_cf_ok movlw 0x01 ; 0x00 into W sublw 0x00 ; Subtract W-0x00: If W<=N C set; If W>N C clear. return ; success=> cf=clear ;****************************************************************************** HWSPI_init;T SPI MSSP Initialization for M2EAM schematic ;T CPOL,CPHA = 0,0 => CKP = 0 & CKE = 1 bcfSSPCON1,SSPEN;T Disable the MSSP, SSPCON-5 ; bcfTRISC,SDO;T TRISC bit5 RC5/SDO = 0 MOSI Output bcfTRISC,SCK;T TRISC bit3 RC3/SCK = 0 SCLK Output bsfTRISC,SDI;T TRISC bit4 RC4/SDI = 1 MISO Input movlw 0x0040 ;T SSPSTAT bit8 = 0 sampled in middle ;T SSPSTAT bit6 = CKE = 1 movwf SSPSTAT ;T Used to be sspstat on older PICs movlw 0x0020;T SSPCON1 bit5 SSPEN = 1 Enables sycn serial port ;T SSPCON1 bit4 = CKP = 0 ;T SSPCON1 bit3= 0 = Turn MSSP ON for SPI ;T SSPCON1 bit2-0 = 000b = SCLK = Fosc/4 ;T SSPCON1 bit2 = 0 = Master movwf SSPCON1 ;T Used to be sspcon on older PICs bsfINTCON,PEIE;T INTCON bit6 = PEIE = 1 = Enable periph interrupt bsfPIE1,SSPIE ;T PIE1 bit3 = SSPIE = 1 = interrupt enable movlw0x00;T load 0x00 into W movwftcount;T initialize tcount to zero (0x00) ;****************************************************************************** HWSPI_W_configure ;Configure SPI Mode ; ;On Entry:WREG = confDATA ;On Exit: ;On Success: return with C flag clear ;On Failure: return with C flag set ; bcfSSPCON1,SSPEN;T Disable the MSSP, SSPCON1-5 movwftemp ;T move the confDATA byte to temp btfscSSPCON1,SSPM3 ;T In SPI Mode?, skip if yes call HWSPI_init;T MSSP is in wrong mode, Init for SPI ; btfsctemp,1;T Is bit1 of confDATA byte clear? if so skip next goto CPOL_1;T goto CPOL = 1 label => CPOL = 1 btfsctemp,0;T Is bit0 of confDATA byte clear? if so skip next ;T => CPOL = 0 , CPHA = ? goto CPOLCPHA_01;T goto => CPOL = 0 CPHA = 1 ;Configure for CPOL = 0, CPHA = 0 bcfSSPCON1,CKP;T SSPCON1 bit4 = CKP = 0 bsfSSPSTAT,CKE;T SSPSTAT bit6 = CKE = 1 btfsc SSPCON1,CKP;T Is SSPCON1 bit4 = CKP = 0 ? gotobadjump;T CKP bit test error btfssSSPSTAT,CKE;T Is SSPSTAT bit6 = CKE = 1 ? gotobadjump;T CKE bit test error goto okjump2;OK configured! ; CPOL_1btfsctemp,0;T Is bit0 of confDATA byte clear? if so skip next ;T CPOL = 1 , CPHA = ? gotoCPOLCPHA_11;T goto => CPOL = 1, CPHA = 1 ;Configure for CPOL = 1, CPHA = 0 bsfSSPCON1,CKP;T SSPCON1 bit4 = CKP = 1 bsfSSPSTAT,CKE;T SSPSTAT bit6 = CKE = 1 btfss SSPCON1,CKP;T Is SSPCON1 bit4 = CKP = 1 ? gotobadjump;T CKP bit test error btfssSSPSTAT,CKE;T Is SSPSTAT bit6 = CKE = 1 ? gotobadjump;T CKE bit test error goto okjump2;OK configured! ; CPOLCPHA_01 ;configure for CPOL = 0, CPHA = 1 bcfSSPCON1,CKP;T SSPCON1 bit4 = CKP = 0 bcfSSPSTAT,CKE;T SSPSTAT bit6 = CKE = 0 btfsc SSPCON1,CKP;T Is SSPCON1 bit4 = CKP = 0 ? gotobadjump;T CKP bit test error btfscSSPSTAT,CKE;T Is SSPSTAT bit6 = CKE = 0 ? gotobadjump;T CKE bit test error goto okjump2;OK configured! ; CPOLCPHA_11 ;configure for CPOL = 1, CPHA = 1 bsfSSPCON1,CKP;T SSPCON1 bit4 = CKP = 1 bcfSSPSTAT,CKE;T SSPSTAT bit6 = CKE = 0 btfss SSPCON1,CKP;T Is SSPCON1 bit4 = CKP = 1 ? gotobadjump;T CKP bit test error btfscSSPSTAT,CKE;T Is SSPSTAT bit6 = CKE = 0 ? gotobadjump;T CKE bit test error goto okjump2;OK configured! ; okjump2bsfSSPCON1,SSPEN;T Re-enable MSSP gotoclear_cf_ok return badjumpbsfSSPCON1,SSPEN;T Re-enable MSSP goto set_cf_error;T configuration error return ;****************************************************************************** HWSPI_W_speed ;On Entry:WREG = speedDATA & checks SSPCON1-3 for SPI mode ; speedDATA = 0x00 => Fosc/4 ; speedDATA = 0x01 => Fosc/16 ; speedDATA = 0x02 => Fosc/64 ; speedDATA = 0x03 => Timer Divisor (Not working yet) ; ;On Exit: ;On Success: return with C flag clear ;On Failure: return with C flag set ; bcfSSPCON1,SSPEN ;T Disable MSSP movwf speedLbyte;T move speedDATA stored in W to speedLbyte btfscSSPCON1,SSPM3 ;T In SPI Mode?, skip if yes call HWSPI_init;T MSSP is in wrong mode, Init for SPI ; ;Test if speedLbyte = 0x00. If yes, SPI clock speed = Fosc/4 movlw0x00;T load 0x00 into W subwfspeedLbyte,W;T subtract 0x00 from tcount result in w btfssSTATUS,Z;T test zero flag, skip next instr if z set gotofdiv16;T goto Fosc/16 section bcfSSPCON1,SSPM1;T SSPCON1-1 = 0 bcfSSPCON1,SSPM0;T SSPCON1-0 = 0 goto okjump3;T Fosc/4 was selected ;Test if speedLbyte = 0x01. If yes, SPI clock speed = Fosc/16 fdiv16movlw0x01;T load 0x01 into W subwfspeedLbyte,W;T subtract 0x01 from tcount result in w btfssSTATUS,Z;T test zero flag, skip next instr if z set gotofdiv64;T goto Fosc/64 section bcfSSPCON1,SSPM1;T SSPCON1-1 = 0 bsfSSPCON1,SSPM0;T SSPCON1-0 = 1 goto okjump3;T Fosc/16 was selected ;Test if speedLbyte = 0x02. If yes, SPI clock speed = Fosc/64 fdiv64movlw0x02;T load 0x02 into W subwfspeedLbyte,W;T subtract 0x02 from tcount result in w btfssSTATUS,Z;T test zero flag, skip next instr if z set gototimer;T goto Timer section bsfSSPCON1,SSPM1;T SSPCON1-1 = 1 bcfSSPCON1,SSPM0;T SSPCON1-0 = 0 goto okjump3;T Fosc/64 was selected ;Test if speedLbyte >= 0x03. If yes, SPI clock speed will be set by the timer ;SETTING THE SPI CLOCK WITH THE TIMER WILL RETURN A FAILURE AT THIS TIME. ;Future To do: Implement the TIMER section timermovlw0x03;T load 0x02 into W subwfspeedLbyte,W;T subtract 0x02 from tcount result in w btfssSTATUS,Z;T test zero flag, skip next instr if z set gotobadjmp2;T goto error section to return failure gotobadjmp2;T goto error section to return failure ;bsfSSPCON1,SSPM1;T SSPCON1-1 = 1 ;bsfSSPCON1,SSPM0;T SSPCON1-0 = 1 ;goto okjump3;T Fosc/64 was selected okjump3bsfSSPCON1,SSPEN;T Re-enable MSSP bcfSTATUS,C;T clear c flag on success return badjmp2bsfSSPCON1,SSPEN;T Re-enable MSSP bsfSTATUS,C;T set c flag on failure return ;****************************************************************************** HWSPI_W_spidata_W ;Simultaneously write SPI data on MOSI and read SPI data on MISO ; ;on Entry:WREG = mosiDATA & checks bit3 of SSPCON1 for SPI mode ;On Exit:WREG = misoDATA ;On Success: return with C flag clear ;On Failure: return with C flag set ; movwf temp2;T move mosiDATA stored in W to WREG_TEMP btfscSSPCON1,SSPM3 ;T In SPI Mode?, skip if yes call HWSPI_init;T MSSP is in wrong mode, Init for SPI movftemp2,W;T load W with original mosiDATA ; movwfSSPBUF;T move byte to transmit to SSPBUF (transmit buffer) movlw0x00;T load 0x00 into W movwftcount;T initialize tcount to zero (0x00) again1btfscSSPSTAT,BF;T receive completed? if no, skip next gotookjump1;T no. goto again incf tcount,F;T increment tcount movlw0xFF;T load w with literal subwftcount,W;T subtract 0xFF from tcount result in w btfssSTATUS,Z;T test zero flag, skip next instr if z set goto again1 ;T loop until timeout goto set_cf_error;T receive timeout error return okjump1 movf SSPBUF,W;T put received data in W gotoclear_cf_ok return ;****************************************************************************** ; UART routine asyxmtc bcfPORTC,xmit ;T used to be portc,xmit callfull movlw0x08 ;TEST_T "08" movwfbitctr asyxmt1 rrcf xmtreg,f btfsc STATUS,C goto asyxmt2 bcf PORTC,xmit ;T used to be portc,xmit goto asyxmt3 asyxmt2 bsf PORTC,xmit ;T used to be portc,xmit ; asyxmt3 callfull decfsz bitctr,f goto asyxmt1 ; bsf PORTC,xmit ;T used to be portc,xmit callfull retlw0 ;****************************************************************************** ; UART baud rate of 115.2kbps using a 40MHz System Clock full movlwd'3' movwfcntrb vdly0 movlwd'6' ; d'43' with 4MHz => 2400 baud movwfcntra vdly1 decfsz cntra,f goto vdly1 decfsz cntrb,f goto vdly0 retlw0 ;****************************************************************************** ;End of program END 表1：4つのすべてのDACのセトリング時間を3µsに設定する設定書き込みコマンド SPI Line C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DIN 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 表2：すべてのDAC出力をロードするコマンド SPI Line C3 C2 C1 C0 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DIN (1st) 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 DIN (2nd) 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 表2では、最初のコマンドですべてのDAC出力をゼロスケールに設定し、2つ目のコマンドですべてのDAC出力をフルスケールに設定します。 関連製品   APP 3497: Sep 15, 2005 MAX5581 バッファ付き、高速セトリング、クワッド、12/10/8ビット、電圧出力DAC フルデータシート (PDF, 880kB) 無料 サンプル MAX5582 バッファ付き、高速セトリング、クワッド、12/10/8ビット、電圧出力DAC フルデータシート (PDF, 880kB) 無料 サンプル MAX5583 バッファ付き、高速セトリング、クワッド、12/10/8ビット、電圧出力DAC フルデータシート (PDF, 880kB) 無料 サンプル MAX5584 バッファ付き、高速セトリング、クワッド、12/10/8ビット、電圧出力DAC フルデータシート (PDF, 880kB) 無料 サンプル MAX5585 バッファ付き、高速セトリング、クワッド、12/10/8ビット、電圧出力DAC フルデータシート (PDF, 880kB) 無料 サンプル 自動アップデート お客様が関心のある分野でアプリケーションノートが新規に掲載された際に自動通知Eメールの受信を希望する場合は、EE-Mail™にご登録ください。 We Want Your Feedback! フィードバックをお寄せください。 内容に満足されましたか、あるいは満足されていませんか？もっと良いページにできると思いますか？あるいは、単なるコメントでも結構です。フィードバックをお待ちしています。—マキシムはお客様からいただく訂正、提案を元に改善していきます。 このページを評価し、フィードバックを送信する。   ダウンロード、PDFフォーマット(84kB)  AN3497, AN 3497, APP3497, Appnote3497, Appnote 3497