2009-11-15
Ｉ２Ｃインターフェースの物にはＤＩＰパッケージが有りませんが、ＳＰＩインターフェースの物にはＤＩＰパッケージが用意されている
ＭＣＰ４１５１とＭＣＰ４１５２
ピン配置。左がポテンショメータモードのＭＣＰ４１５１で分圧に使う、右がＭＣＰ４１５２で可変抵抗として使う
ＥＥＰＲＯＭに抵抗値を記憶できる物があるが、ＭＰＵを後で取り外してしまう物ではないかと思う。ＭＰＵと接続したままならＭＰＵのＥＥＰＲＯＭに記憶しておけば済むはず。
この表を見て購入する物を検討する。５０ｋΩのものはＭＣＰ４１５１－５０３の様に抵抗値を表す番号が付いている。
ワイパーレジスタンスというのが目一杯抵抗値を下げたときの抵抗値。７５Ωとかなり大きい。それ以外にも温度特性が良くないことや、あまり電流を流せない（ＭＡＸ２．５ｍＡ）というのが見て取れる。
特性
抵抗値もばらつきがある。５ｋΩの物を購入しても４～６ｋΩにばらつく。このばらつきは分圧の時には気にならなくなります。
ブレッドボードで回路を組む
実験風景
ＰＩＣ＜－ＳＰＩ－＞デジタルポテンショメータ テストプログラム ＭｉｋｒｏＢＡＳＩＣ Ｖ７．２
0001 '-------------------------------------------------------------- 2009-11-15 -----
0002 ' Digital Potentiometer Test Program
0003 '
0004 ' MPU:PIC16F677 20pin
0005 '-------------------------------------------------------------------------------
0006 program DPOT
0007
0008 symbol PORT_OUTPUT = 0
0009 symbol PORT_INPUT = 1
0010
0011 symbol DIGITAL_IO = 0
0012
0013 '---- SPI chip select --------------
0014 symbol SPI_CS_TRIS = TRISA
0015 symbol SPI_CS_PORT = PORTA
0016 symbol SPI_CS_BIT = 5
0017
0018
0019 '-------------------------------------------------------------------------------
0020 ' SPI initializes
0021 '-------------------------------------------------------------------------------
0022 sub procedure Spi_initialize()
0023 SSPSTAT.SMP = 0 ' Input data sampled at middle of data output time
0024 SSPSTAT.CKE = 0 ' Transmit occurs on transition from Idle to active clock state
0025 SSPCON.SSPEN = 1 ' Enables serial port and configures SCK, SDO, SDI and SS as serial port pins
0026 SSPCON.CKP = 1 ' Idle state for clock is a high level
0027 SSPCON.SSPM3 = 0 ' SPI Clock FSOC/16
0028 SSPCON.SSPM2 = 0 ' SPI Clock FSOC/16
0029 SSPCON.SSPM1 = 0 ' SPI Clock FSOC/16
0030 SSPCON.SSPM0 = 1 ' SPI Clock FSOC/16
0031
0032 SPI_CS_TRIS.SPI_CS_BIT = PORT_OUTPUT ' SPI chip select
0033 SPI_CS_PORT.SPI_CS_BIT = 1
0034 end sub
0035
0036 '-------------------------------------------------------------------------------
0037 ' SPI write 8bit
0038 '-------------------------------------------------------------------------------
0039 sub procedure Spi_write_data_8bit(dim data as byte )
0040 SPI_CS_PORT.SPI_CS_BIT = 0
0041 SSPBUF = data
0042 while PIR1.SSPIF = 0
0043 wend
0044 PIR1.SSPIF = 0
0045 SPI_CS_PORT.SPI_CS_BIT = 1
0046 end sub
0047
0048 '-------------------------------------------------------------------------------
0049 ' SPI write 16bit
0050 '-------------------------------------------------------------------------------
0051 sub procedure Spi_write_data_16bit(dim data1 as byte, dim data2 as byte )
0052 SPI_CS_PORT.SPI_CS_BIT = 0
0053 SSPBUF = data1
0054 while PIR1.SSPIF = 0
0055 wend
0056 PIR1.SSPIF = 0
0057 SSPBUF = data2
0058 while PIR1.SSPIF = 0
0059 wend
0060 PIR1.SSPIF = 0
0061 SPI_CS_PORT.SPI_CS_BIT = 1
0062 end sub
0063
0064
0065 '===============================================================================
0066 ' main
0067 '===============================================================================
0068 main:
0069 dim i as word
0070
0071 ANSEL = DIGITAL_IO ' port A digital I/O
0072
0073 TRISB.6 = PORT_OUTPUT ' SPI CLOCK
0074 TRISB.4 = PORT_INPUT ' SPI DATA INPUT
0075 TRISC.7 = PORT_OUTPUT ' SPI DATA OUTPUT
0076
0077 OSCCON.IRCF2 = 1 ' CLOCK 8MHz
0078 OSCCON.IRCF1 = 1 ' CLOCK 8MHz
0079 OSCCON.IRCF0 = 1 ' CLOCK 8MHz
0080
0081 Spi_initialize
0082
0083 Delay_ms(2000)
0084
0085 for i = 1 to 128 ' 25k ohm -> 50k ohm
0086 Delay_ms(20)
0087 Spi_write_data_8bit( %00000100 ) ' inclement wiper
0088 next i
0089
0090 Delay_ms(2000)
0091
0092 Spi_write_data_16bit( %00000000, %00000000 ) ' set 0k ohm
0093
0094 Delay_ms(2000)
0095
0096 Spi_write_data_16bit( %00000000, %11111111 ) ' set 50k ohm
0097
0098 Delay_ms(2000)
0099
0100 for i = 0 to 256 ' 50k ohm -> 0k ohm
0101 Delay_ms(20)
0102 Spi_write_data_8bit( %00001000 ) ' declement wiper
0103 next i
0104
0105 while true
0106 wend
0107 end.
0108
0109 '--------- E N D O F P R O G R A M -------------------------------------------
行番号
解説
２２行目～
ＳＰＩの初期化ルーチン。大体どのＰＩＣでも同じ。ＳＳＰＣＯＮがＳＳＰＣＯＮ１のＰＩＣがある
２７行目
ＳＰＩのクロック周波数設定。ＰＩＣは８ＭＨｚで動かしている。この設定でＳＰＩのクロックは５００ｋＨｚ程度になる。デジタルポテンショメータは１０ＭＨｚまでＯＫなので余裕
３６行目～
ＳＰＩでデジタルポテンショメータに８ビットデータを送るサブルーチン
４８行目～
ＳＰＩでデジタルポテンショメータに１６ビットデータを送るサブルーチン。デジタルポテンショメータには８ビットコマンドと１６ビットコマンドがある。８ビットは１ステップだけ抵抗値を上げ下げする時に使い、１６ビットコマンドは一気に目的の抵抗値に設定するときに使う。
７１行目
Ａ／Ｄコンバータを切る。比較的新しいＰＩＣは最初にこれをやらないとポートＡがデジタル入出力にならない。
７３行目～
ＳＰＩで使用するポートの入出力設定。デジタルポテンショメータから設定値を読み出すことも出来るが、ＥＥＰＲＯＭ版でなければ読み込む必要性がないのでＴＲＩＳＢ．４は削除してもＯＫ
７７行目
ＰＩＣを内部オシレータで動かす。内部オシレータの周波数はプログラムから変更できる。最近のＰＩＣの高機能化にはついて行けない
８３行目
テスターが高速で反応できないので無駄時間を各所に入れている
８５行目～
電源投入直後の初期状態では抵抗値がちょうど中央になっている。５０ｋΩのデジタルポテンショメータなら２５ｋΩだ。テストに使用したものは２５７段階に抵抗値を設定できる。
８７行目
抵抗値を１ステップずつ増加させる
９２行目
抵抗値をゼロΩにする。実際は１００Ω程度にしかならない
９６行目
抵抗値を最大にする
１００行目
抵抗値を１ステップずつ下げていく。最終的にはゼロΩにまで下げる。
１０５行目
プログラムが暴走しないように無限ループ。ここでは何もしていない
以下のＭＯＶＩＥの回路図。レオスタットモード用のＭＣＰ４１５２。５，６番ピンの抵抗をテスターで計測している
以下のＭＯＶＩＥの回路図。分圧モード用のＭＣＰ４１５１。ＧＮＤ，６番ピン間の電圧をテスターで計測している
Arduinoの例
Arduinoスケッチ
0001 //----------------------------------------------- 2014-12-11 --------
0002 // Digital Potentiometer Test Program MCP4151-502(5k ohm)
0003 //------------------------------ written by iizuka Japan ----------
0004 #include <SPI.h>
0005
0006 #define DPOT_CS 8 // digital 8pin
0007
0008 //------------------------------------------------------------------------------------------
0009 // DPOT に書き込む
0010 //------------------------------------------------------------------------------------------
0011 void spi_dpot_write_16bit( byte data1, byte data2 )
0012 {
0013 digitalWrite( DPOT_CS, LOW ); // MCP4151 chip select enable
0014 SPI.transfer( data1 );
0015 SPI.transfer( data2 );
0016 digitalWrite( DPOT_CS, HIGH ); // MCP4151 chip select disable
0017 }
0018
0019 void spi_dpot_write_8bit( byte data )
0020 {
0021 digitalWrite( DPOT_CS, LOW ); // MCP4151 chip select enable
0022 SPI.transfer( data );
0023 digitalWrite( DPOT_CS, HIGH ); // MCP4151 chip select disable
0024 }
0025
0026 //------------------------------------------------------------------------------------------
0027 // arduino setup
0028 //------------------------------------------------------------------------------------------
0029 void setup()
0030 {
0031 SPI.begin();
0032
0033 pinMode(DPOT_CS, OUTPUT);
0034 digitalWrite( DPOT_CS, HIGH ); // MCP4151 disable
0035 }
0036
0037 //------------------------------------------------------------------------------------------
0038 // arduino loop
0039 //------------------------------------------------------------------------------------------
0040 void loop()
0041 {
0042 spi_dpot_write_16bit( 0b00000000, 0b00000000 ); // P0A <-> P0W set 5k ohm
0043 for( byte i = 1 ; i <= 128 ; i++ ) { // P0A <-> P0W 5.0k ohm -> 2.5k ohm
0044 delay(20);
0045 spi_dpot_write_8bit( 0b00000100 ); // inclement wiper
0046 }
0047 delay(2000);
0048 spi_dpot_write_16bit( 0b00000000, 0b00000000 ); // P0A <-> P0W set 5k ohm
0049 delay(2000);
0050 spi_dpot_write_16bit( 0b00000000, 0b11111111 ); // P0A <-> P0W set 0k ohm
0051 delay(2000);
0052 for( byte i = 0 ; i <= 256 ; i++ ) { // P0A <-> P0W 0k ohm -> 5k ohm
0053 delay(20);
0054 spi_dpot_write_8bit( 0b00001000 ); // declement wiper
0055 }
0056 while( true ) {}
0057 }
0058
0059 //--------- E N D O F P R O G R A M -------------------------------------------
0060
行番号
解説
－
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