Arduino Uno som 74HC4051 (MUX/DEMUX) testare

Placerad på 2019-10-04

74HC4051 testning

74HC4051 är en multiplexer/demultiplexer-IC. För att testa detta kan Arduino Uno användas med två 74HC4051 IC:er. Den första IC fungerar som en multiplexor, den andra som en demultiplexer.

pinout

Stift	Märka	Fungera
1	A4	Kanal in/ut
2	A6	Kanal in/ut
3	A	Vanligt in/ut
4	A7	Kanal in/ut
5	A5	Kanal in/ut
6	~E	Aktivera (negativ)
7	Nötkreatur	Negativ strömförsörjning
8	GND	Jord (0V)
9	Vcc	Strömförsörjning (5Vdc)
10	A2	Kanal in/ut
11	A1	Kanal in/ut
12	A0	Kanal in/ut
13	A3	Kanal in/ut
14	S0	Adressradsbit 0
15	S1	Adressradsbit 1
16	S2	Adressrad bit 2

Digital testning

Även om 74HC4051 är en analog MUX/DEMUX, kan den inte testas analogt med Arduino Uno eftersom den inte har några analoga utgångar (DAC). Längre fram i denna artikel beskrivs hur detta kan uppnås med ett DAC breakout-kort. För att testa digitalt behövs bara Arduino kortet och 2 IC:er.

Ansluta

Ställ in stift 16 (Vcc) på båda IC:erna till 5VDC; stift 8 (GND) vid 0V.

Anslut stift 6 (~E) och 7 (Vee) på båda IC:erna till GND också.

Anslut följande stift på båda IC:erna: 1,2,4,5,15,16,13,12 (A0..A7).

Anslut stift 11 (S0) på båda IC:erna till Arduino -kortet på A0.

Anslut stift 12 (S1) på båda IC:erna till Arduino -kortet på A1.

Anslut stift 13 (S2) på båda IC:erna till Arduino -kortet på A2.

Från IC 1, anslut stift 3 (A) till Arduino -kortet på A4.

Från IC 2, anslut stift 3 (A) till Arduino -kortet på A5.

Arduino kod

Använd följande kod för Arduino

Test 74HC4051 MUX/DEMUX met Arduino Uno

/****************************************************************
      Configuratie
****************************************************************/
#define pinS0   A0 // Address select 0
#define pinS1   A1 // Address select 1
#define pinS2   A2 // Address select 2
#define pinA_ic1  A4    // A pin on IC1
#define pinA_ic2  A5    // A pin on IC2
/*****   EINDE CONFIGUTATIE    *****/

// Poll timer
unsigned long lastPoll;

/****************************************************************
      SETUP
****************************************************************/
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial) {
    ; // Wacht op seriele monitor
  }
  Serial.println("--- Seriele monitor gestart ---");

  // Configureer pinnen als uitgangen
  pinMode(pinS0, OUTPUT);
  pinMode(pinS1, OUTPUT);
  pinMode(pinS2, OUTPUT);
  pinMode(pinA_ic1, OUTPUT);
  // Configureer pinnen als ingangen
  pinMode(pinA_ic2, INPUT);

  lastPoll = millis();
}

/****************************************************************
      LOOP
****************************************************************/
void loop()
{
  static byte byteCounter = 0;
  static bool writeBit;
  static bool readBit;
  String testResult;

  // Genereer willekeurig true of false
  writeBit = bool(random(0, 2));

  // Elke 500ms
  if (millis() - lastPoll >= 500)
  {
    // Selecteer adres
    selectAddress(byteCounter);

    // Schrijf bit naar IC 1
    digitalWrite(pinA_ic1, writeBit);

    // Lees bit van IC 2
    readBit = digitalRead(pinA_ic2);

    if (writeBit == readBit) {
      testResult = " -> OK";
    }
    else {
      testResult = " -> NIET OK";
    }
    

    // In de seriële monitor moet bit schrijf = bit lees
    Serial.print("Op adres " );
    Serial.print(byteCounter, BIN);
    Serial.print(" is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): " );
    Serial.print(writeBit);
    Serial.print(" / ");
    Serial.print(readBit);
    Serial.print(testResult);
    Serial.println();

    // Selecteer volgend adres 
    byteCounter++;
    if (byteCounter > 7) {
      byteCounter = 0;  // Reset counter at 1000 (count 0000 to 0111)
    }
    lastPoll = millis();
  }
}

/****************************************************************
      Zet de Sx pinnen om het gewenste adres te selecteren
****************************************************************/
void selectAddress(byte address) {
  // Lees adres bits
  bool S0 = bool(address >> 0 & 0x01); // Shift rechts en maskeer met 0x01
  bool S1 = bool(address >> 1 & 0x01);
  bool S2 = bool(address >> 2 & 0x01);

  // Zet adres lijnen correct
  digitalWrite(pinS0, S0);
  digitalWrite(pinS1, S1);
  digitalWrite(pinS2, S2);
}
//EINDE

Resultatet är något i den här genren:

Op adres 0 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1 / 1 -> OK
Op adres 1 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0 / 0 -> OK
Op adres 10 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0 / 0 -> OK
Op adres 11 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1 / 1 -> OK
Op adres 100 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0 / 0 -> OK
Op adres 101 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0 / 0 -> OK
Op adres 110 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1 / 1 -> OK
Op adres 111 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0 / 0 -> OK
Op adres 0 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0 / 0 -> OK
Op adres 1 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1 / 1 -> OK
Op adres 10 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1 / 1 -> OK
Op adres 11 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0 / 0 -> OK

Komponenter

Komponenterna för detta test:

Komponentlista

74HC4051 multiplexer - 5 st Slut i lager (säljs per 5) € 3,75 Breadboard 400 poäng - vit Slut i lager € 1,95 Hane-Mane jumper set 65 stycken I lager € 3,05 Total € 8,75

På samma sätt kan du testa versionen på breakout board

SparkFun Multiplexer Breakout - 8-kanals (74HC4051)Lås upp den fulla potentialen hos 74HC4051 med Sparkfun Multiplexer Breakout. Förvandla fyra I/O-stift till åtta valbara signaler, lämpliga för en rad applikationer. Lätt att använda, pålitlig och mångsidig för både amatörer och proffs. I lager € 4,25

Analog testning

För att testa analogt behöver du en DAC. Arduino Uno har inte detta som standard, men med hjälp av " Adafruit MCP4725 (12bit DAC)" breakoutboard kan du möjligen uppnå detta.

MCP4725 Breakout Board - 12-bitars DAC med I2C-gränssnittDin mikrokontroller har förmodligen en ADC (analog -> digital omvandlare) men har den en DAC (digital -> analog omvandlare)??? Nu kan det! Detta breakout-kort har den lättanvända MCP4725 12-bitars DAC. Styr det via I2C och skicka det värde du vill att det ska mata ut, så kommer VOUT-stiftet att ha det. Levereras inom 10 till 30 dagar € 5,90

Ansluta

Anslutningen måste då justeras:
Sätt stift 3 (A) på IC 1 på utgången på MCP4725 (VOU) (istället för på A5)
Sätt stift 3 (A) på IC 2 på stift A3 på Arduino -kortet (istället för på A4).
Pins A4 (SCA) och A5 (SCL) på Arduino -kortet måste anslutas till SDA och SCL på MCP4725.
Anslut även VDD och GND på MCP4725-kortet till 5V respektive GND.
Anslut stift A0 på MCP4725 till GND för att välja I2C-adress 0x62.
(Alternativ: Välj A0 vid 5V på adress 0x63.)

Adafruit bibliotek

För att kontrollera Adafruit MCP4725 DAC, rekommenderas det att ladda ner motsvarande bibliotek från Adafruit .
Du hittar dessa på Github.

Koden för det analoga testet är då följande:

Test 74HC4051 MUX/DEMUX met Arduino Uno en DAC

// Voeg MCP4725 DAC bibliotheek toe
#include <Wire.h>               // I2C library
#include >Adafruit_MCP4725.h>   // Adafruit library for MCP4725 (DAC)
Adafruit_MCP4725 dac;

/****************************************************************
      Configuratie
****************************************************************/
#define pinS0   A0 // Address select 0
#define pinS1   A1 // Address select 1
#define pinS2   A2 // Address select 2
#define pinA_ic2  A3    // A pin on IC2
/*****   EINDE CONFIGUTATIE    *****/

// Poll timer
unsigned long lastPoll;

/****************************************************************
      SETUP
****************************************************************/
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial) {
    ; // Wacht op seriele monitor
  }
  Serial.println("--- Seriele monitor gestart ---");

  // Configureer pinnen als uitgangen
  pinMode(pinS0, OUTPUT);
  pinMode(pinS1, OUTPUT);
  pinMode(pinS2, OUTPUT);

  dac.begin(0x62);  // MCP4725, pin A0 ligt op GND
  // dac.begin(0x63);  // MCP4725, pin A0 ligt op 5V

  lastPoll = millis();
}

/****************************************************************
      LOOP
****************************************************************/
void loop()
{
  static byte byteCounter = 0;
  uint16_t writeChannel; // 12 bit (0-4095)
  uint16_t readChannel;  // 10 bit (0-1023)
  String testResult;

  // Genereer willekeurige analoge uitgang waarde
  writeChannel = random(0, 4096); // random 0-4095 (!)

  // Elke 500ms
  if (millis() - lastPoll >= 500)
  {
    // Selecteer adres
    selectAddress(byteCounter);

    // Schrijf naar DAC
    dac.setVoltage(writeChannel, false);

    // Lees analoge waarde van analoge ingang op Arduino
    readChannel = analogRead(pinA_ic2);

    // Converteer waarden naar volt
    writeChannel = map(writeChannel, 0, 4095, 0, 500);
    readChannel = map(readChannel, 0, 1023, 0, 500);

    // Zijn beide waarden gelijk ?
    if (writeChannel == readChannel) {
      testResult = " -> OK";
    }
    else {
      testResult = " -> NIET OK";
    }

    // In de seriële monitor moet schrijf waarde = lees waarde
    Serial.print("Op adres " );
    Serial.print(byteCounter, BIN);
    Serial.print(" is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): " );
    Serial.print(float(writeChannel)/100);
    Serial.print(" / ");
    Serial.print(float(readChannel)/100);
    Serial.print(testResult);
    Serial.println();

    // Selecteer volgend adres 
    byteCounter++;
    if (byteCounter > 7) {
      byteCounter = 0;  // Reset counter at 1000 (count 0000 to 0111)
    }
    lastPoll = millis();
  }
}

/****************************************************************
      Set the Sx pins to select proper address
****************************************************************/
void selectAddress(byte address) {
  // Lees adres bits
  bool S0 = bool(address >> 0 & 0x01); // Shift rechts en maskeer met 0x01
  bool S1 = bool(address >> 1 & 0x01);
  bool S2 = bool(address >> 2 & 0x01);

  // Zet adres lijnen correct
  digitalWrite(pinS0, S0);
  digitalWrite(pinS1, S1);
  digitalWrite(pinS2, S2);
}
//EINDE

Resultatet på den seriella monitorn är i denna genre:

Op adres 10 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 3.40 / 3.40 -> OK
Op adres 11 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 4.21 / 4.21 -> OK
Op adres 100 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0.08 / 0.08 -> OK
Op adres 101 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1.54 / 1.54 -> OK
Op adres 110 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1.53 / 1.53 -> OK
Op adres 111 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 4.02 / 4.02 -> OK
Op adres 0 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0.82 / 0.82 -> OK
Op adres 1 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 0.93 / 0.93 -> OK
Op adres 10 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 3.72 / 3.72 -> OK
Op adres 11 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1.35 / 1.35 -> OK
Op adres 100 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 2.64 / 2.64 -> OK
Op adres 101 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1.29 / 1.29 -> OK
Op adres 110 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 2.89 / 2.88 -> NIET OK
Op adres 111 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 3.54 / 3.54 -> OK
Op adres 0 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 4.24 / 4.24 -> OK
Op adres 1 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 1.51 / 1.51 -> OK
Op adres 10 is schrijf (IC 1) vs lees (IC 2): 4.20 / 4.20 -> OK

Det kommer ibland att förekomma "fel" på grund av avrundningar och felaktigheter. Till exempel kan du se att 2,89V inte är lika med 2,88V. Men i kombination med alla andra framgångsrika resultat kan du anta att MUX/DEMUX fungerar perfekt.

Postat av Arashi Hemsida

Arduino Uno som 74HC4051 (MUX/DEMUX) testare

74HC4051 testning

pinout

Digital testning

Ansluta

Arduino kod

Test 74HC4051 MUX/DEMUX met Arduino Uno

Komponenter

Komponentlista

Analog testning

Ansluta

Adafruit bibliotek

Test 74HC4051 MUX/DEMUX met Arduino Uno en DAC

Kommentarer