PSoC 4 Pioneer KitでMCP4922を使う（メモ）

MCP4922はせっかく2chあるので使ってみたが、2ch同時ではちゃんと動かせなかった。
1chずつなら動作した。

ブレッドボード図

Pin接続

SPIのクロックは8MHzまであげられるが、安全のためには4MHzぐらいで考えたほうがよさそうだ。

PSoC Creatorのプロジェクト
https://github.com/ryood/PSoC-DDS-MCP4922

PSoC4のClockとTimerを調べる

PSoC 4 Pioneer Kitでクロック周りをもう少し調べてみた。

システムクロックを取り出したかったがPSoC 4ではcy_clockを単純にｃｙ_pinにつないでも出力させることはできないようだ。

一応作図はできるが、コンパイルするとエラーになる。

「PSoC Sensei: Using Clocks with PSoC 4」を参考にして、ちょっと裏ワザっぽい接続にすると、クロック信号を取り出せた。

↑こういう設定する。

クロック

PSoC 4 Pioneer KitはデフォルトではSystem Clockは24MHzになっているが、PSoC CreatorのDWRエディターの「clock」タブでSystem Clockを設定できる。

IMOを48Mhzと24MHzにしてオシロで見てみた。

TopDesign

48MHz

ch1:System Clock ch2:12MHz

12MHzは参考のために出力した。誤差は

(47.91MHz - 48MHz) / 48MHz = -0.1875%
(11.98MHz - 12MHz) / 12MHz = -0.16%

24MHz

誤差

(24.02MHz - 24MHz) / 24MHz = 0.083%
(12.01MHz - 12MHz) / 12MHz = 0.083%

個体差はあるかもしれないが、24MHz駆動にしたほうが若干精度が高そうだ。

Timer/Counter

DDSのサンプリング周波数を想定してTimerを48kHzと96kHzに設定して出力波形を見てみた。（System Clockは24MHz）

TopDesign

DWR

<main.c>

 #include <project.h>  
 CY_ISR(ISR_Timer_48kHz_Handler)  
 {  
   Timer_48kHz_ClearInterrupt(Timer_48kHz_INTR_MASK_TC);  
   Pin_ISR_48kHz_Write(1u);  
   //CyDelayUs(1);  
   Pin_ISR_48kHz_Write(0u);    
 }  
 CY_ISR(ISR_Timer_96kHz_Handler)  
 {  
   Timer_96kHz_ClearInterrupt(Timer_96kHz_INTR_MASK_TC);  
   Pin_ISR_96kHz_Write(1u);  
   Pin_ISR_96kHz_Write(0u);    
 }  
 int main()  
 {  
   CyGlobalIntEnable; /* Enable global interrupts. */  
   /* Place your initialization/startup code here (e.g. MyInst_Start()) */  
   ISR_Timer_48kHz_StartEx(ISR_Timer_48kHz_Handler);  
   ISR_Timer_96kHz_StartEx(ISR_Timer_96kHz_Handler);  
   Timer_48kHz_Start();  
   Timer_96kHz_Start();  
   for(;;)  
   {  
     /* Place your application code here. */  
   }  
 }  

PSoC Creator 3.3のプロジェクト（今回はv3.3を使ってみた）
https://github.com/ryood/PSoC_ClockTest

48kHz出力

ch1:OV(Overflow) ch2:ISR

OV: (47.69kHz - 48kHz) / 48kHz = だいたい -0.646%
ISR: (47.77kHz - 48kHz) / 48kHz = だいたい -0.479%

拡大

左下の「(2)PW」はch2のパルス幅でちょうど1usになっている。「(1)PD」はch1からch2の遅れで2.340us

1usは1MHzなので24MHz駆動しているので割り込みルーチン内のPINのON/OFF処理で24Clockかかってることになるのかな？

また、割り込み発生から割り込みルーチン内の処理までは56Clockぐらい？

DebugモードでBuildしてるのでReleaseモードにすればもう少し変わるかもしれない。

ISR内で1us、Delayをかける

割り込みルーチン内でCyDelayUS(1)という処理を入れた。（1usディレイ）

「(2))PW」が3.300usになっているので、

3.30us - 1us = 2.3us

で、またそれなりのオーバーヘッドがある。

96kHz出力

OV: (95.09kHz - 96kHz) / 96kHz = だいたい -0.948%
ISR: （95.24kHz - 96kHz) / 96kHz = だいたい -0.792%

拡大

(1)PD: 2.330us
(2)PW: 1.000us

オシロ（OWON SDS7102)の精度もよくわからないが、1%ぐらいの精度は出るのかな。PSoC 4のClockの精度は±2%になっているのでこんなもんかな。

メモ：

• 48kHzと96kHzの割り込みを両方有効化するとけっこう大きいジッターが発生
• Debugモードで96kHzだと割り込みルーチン内の処理のタイミングがかなりシビア

<追記:2015.10.06>

ReleaseモードにしてRebuildしてみたが、タイミングの変化なし。

メモリーの使用量は

Release Mode: Flash: 2048B SRAM:1436
Debug Mode: Flash 2304B SRAM:1436

</追記>

小ネタ実験： 電圧検知できるLEDのパイロットランプ AVRを使う

デジタルノイズが乗りそうで気が進まないので保留していたが、AVRの周辺機能にアナログ・コンパレータがあるので、これを使って電圧検知のテストをしてみた。

使ったのはATtiny13で、たった8Pinだがアナログ・コンパレータもADCも付いている。

ブレッドボード図

AVRのコンパレータは1入力で内蔵のリファレンス電圧(1.1V)と比較できるので、これを使ってみた。

Pin3(PB4)がLED出力、Pin6(AIN1)が検知する電圧入力だ。

 #define F_CPU 9600000  
 #include <avr/io.h>  
 #include <avr/interrupt.h>  
 #include <util/delay.h>  
 ISR (ANA_COMP_vect)  
 {  
      if (ACSR & (1 << ACO))  
      {  
           PORTB |= (1 << PB4);  
      }  
      else  
      {  
           PORTB &= ~(1 << PB4);  
      }  
 }  
 int main(void)  
 {  
      DDRB = 0x00;  
      // LED output  
      DDRB |= (1 << PB4);  
      // AIN1をバンドギャップ・リファレンス、割込み有効化  
      ACSR = (1 << ACBG) | (1 << ACIE);  
      sei();  
   while(1)  
   {       
   }  
 }  

Atmel Studioのプロジェクト
https://github.com/ryood/AVR_Analog_Comparator_Test

トリマーPOTで電圧を調整したのでかなりアバウトだが、LEDの点灯/消灯時の電圧をテスターで計ってみた。

LED点灯時： 1.171V
LED消灯時： 0.951V

まあまあ1Vあたりで切り替わるようだ。

ノイズ

VCCの波形をオシロで見てみた。

AVRをブレッドボードに乗せている時

AVRをブレッドボードから外した時

拡大

18.4MHzぐらいのノイズが乗っている。

ATtiny13の内蔵RCで9.6MHz駆動しているので、このクロック由来のノイズのようだ。
（なんで2倍になるのかよくわからないですが）

これだけ盛大にノイズが乗るとアナログ回路には使いづらいが、電圧の閾値をRで分圧して入力してやるとかいっそのことADCをつかうとかすればマイコンを使った回路には使えそうだ。

PINが空いていればわざわざATtiny13を用意する必要もないかな。

メモ：

ATtiny13の逆刺し（上下左右間違え）は危険。かなり発熱した（＾ｑ＾；