PIC/16F1705のDAC（DAコンバータ）を使ってみた（ソース付き）

先日PICで正弦波を作ろうということで
　　「PICのDAC（DAコンバータ）を使ってみた」
　　「PICのDAコンバータ(DAC)を使ってみた - 補足」
を書いたのですが、5bitじゃどうしようもないな、というのが実感でした。

ところが最近きむしげさん（きむ茶工房ガレージハウス）から耳寄りな情報がもたらされました。

　　最近秋月電子にて16F1705が販売されています。
　　これはＤＡＣ出力が5ビット（３２レベル）から8ビット（２５６）に変更なっています。

さっそく飛びつきました (^^)

16F1705の全体像についてもきむ茶工房ガレージハウスの

　　「16F1705覚書」

が詳しいです。

前回と同じように正弦波発振器(?)を作ってみました。

ソースもつけましたが、これは可能な限りシンプルに作ってあります。

この記事を読むとけっこうきれいな波形が得られるように見えますが、これは高い入力抵抗で出力を受けているからです。実用するならDAC出力を内蔵オペアンプでバッファした例を参考にしていただいた方がいいと思います。
　　「PIC/16F1705のオペアンプをDACのバッファとして使ってみた」
として記事にしました。

さらに“実用”に使うのであれば

　　「PIC16F1705の8ビットDACを使って(実用的)正弦波発振器を作る - 1」

が参考になると思います。

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16F1705の特長は上に書いたようにDACが8bitになっていることです。
データシートを見る限り“出力抵抗が出力電圧に依存する”という特性は引き継いでいるようです。ただ16F1705はなんとオペアンプを内蔵しています。これを利用すれば低い出力インピーダンスで歪のないDAC出力を取り出すこともできそうです。

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実験のやり方は上にリンクした記事とだいたい同じなので回路図は省略してさっそく結果を示します。

前回の出力波形はこうでした。
（上が出力波形、下がLPFを通したもの）


何せ5bitなのでギザギザが目立ちます。

これが8bitの16F1705ではこうなります。

もちろんギザギザはあるのですがほとんど目立ちません。

スペクトラムを比較してみます。まず前回の結果。


これが16F1705だとこうなります。


せっかくですのでLPFを通したあとのも。まず5bit


LPFを通せば5bitでもまあなんてことはないのですが8bitだとこうなりました。


なんというかもうウィーンブリッジ発振回路の代わりに使えるんじゃないでしょうか。
（50Hzのところは例によって電源ノイズです）

大満足の結果です。

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何度も書きますからこういうきれいな波形がほしかったらDACの出力を高い入力抵抗で受ける必要があります。低い入力抵抗（例えば10kΩ）で受けてしまうとこんなことになってしまいます。


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ソースです。

16F1705は初めてなので動かすのには最低何が必要なのかと考えながらコーディングしてみました。こう書いたら動いた、というだけでこれが正しいとか適切であるとかいう意味じゃありませんので念のため。

クロックの記述がありませんが、この場合500kHzになります。
回路的には/MCLRを10kでプルアップしてあるだけです。DAC出力は11ピン（RA2/DAC1OUT2）から取り出しています。DAC出力は（波形が歪まないように）MΩオーダーの入力抵抗で受けています。

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#include <pic.h>
#include <math.h>
#define _XTAL_FREQ 500000   // delay用クロック設定

// DAC1CON0
#define DAC1EN  0x80
#define DAC1OE2 0x10
#define DAC1PSS_VDD     0x00
#define DAC1NSS_VSS     0x00

#pragma config WDTE = OFF

void main()
{
    static short    lvl[64];
    float           PIx2=6.2832;
    unsigned short  i;

    for( i=0; i<64; i++) lvl[i]=(int)(100.0*sin(PIx2*(float)i/64.0)+128.0);

    DAC1CON0 = DAC1EN | DAC1OE2 | DAC1PSS_VDD | DAC1NSS_VSS;

    while(1) {
        DAC1CON1 = lvl[i & 0x3F];
        i++;
        __delay_us(50);
    }

}

// 16F1075
// 01 VDD....(2)
// 02 RA5/T1CKI/SOSCI/CLCIN3/OSC1/CLKIN
// 03 RA4/AN3/T1G/SOSCO/OSC2/CLKOUT
// 04 RA3/MCLR/VPP....(1)
// 05 RC5/OPA2IN+/CCP1/RX
// 06 RC4/OPA2IN-/CK/CLCIN1
// 07 RC3/AN7/C1IN3-/C2IN3-/OPA2OUT/CCP2/SS/CLCIN0
// 08 RC2/AN6/C1IN2-/C2IN2-/OPA1OUT
// 09 RC1/AN5/C1IN1-/C2IN1-/OPA1IN-/SDI/SDA/CLCIN2
// 10 RC0/AN4/C2IN+/OPA1IN+/SCK/SCL
// 11 RA2/AN2/DAC1OUT2/ZCD/T0CKI/COGIN/INT
// 12 RA1/AN1/VREF+/C1IN0-/C2IN0-/ICSPCLK....(5)
// 13 RA0/AN0/VREF-/C1IN+/DAC1OUT/ICSPDAT....(4)
// 14 VSS....(3)
// #define DAC1EN  0x80
// #define DAC1OE1 0x20
// #define DAC1OE2 0x10
// #define DAC1PSS_FVR     0x08
// #define DAC1PSS_VREF    0x04
// #define DAC1PSS_VDD     0x00
// #define DAC1NSS_VREF    0x01
// #define DAC1NSS_VSS     0x00

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