Testador Arduino Uno como 74HC4051 (MUX/DEMUX)

Colocado sobre 2019-10-04

teste 74HC4051

O 74HC4051 é um IC multiplexador/demultiplexador. Para testar isso, o Arduino Uno pode ser usado com dois CIs 74HC4051. O primeiro CI atua como multiplexador, o segundo como demultiplexador.

pinagem

Alfinete	Rótulo	Função
1	A4	Canal de entrada/saída
2	A6	Canal de entrada/saída
3	A	entrada/saída comum
4	A7	Canal de entrada/saída
5	A5	Canal de entrada/saída
6	~E	Ativar (negativo)
7	Gado	Fonte de alimentação negativa
8	GND	Terra (0V)
9	Vcc	Fonte de alimentação (5Vdc)
10	A2	Canal de entrada/saída
11	A1	Canal de entrada/saída
12	A0	Canal de entrada/saída
13	A3	Canal de entrada/saída
14	S0	Bit de linha de endereço 0
15	S1	Bit de linha de endereço 1
16	S2	Bit de linha de endereço 2

teste digital

Embora o 74HC4051 seja um MUX/DEMUX analógico, ele não pode ser testado analógico com o Arduino Uno, pois não possui saídas analógicas (DAC). Mais adiante neste artigo, é descrito como isso pode ser feito com uma placa de DAC. Para testar digitalmente, apenas a placa Arduino e 2 CIs são necessários.

Conectar

Defina o pino 16 (Vcc) de ambos os ICs para 5VDC; pino 8 (GND) em 0V.

Conecte os pinos 6 (~E) e 7 (Vee) de ambos os CIs ao GND também.

Conecte os seguintes pinos de ambos os CIs: 1,2,4,5,15,16,13,12 (A0..A7).

Conecte os pinos 11 (S0) de ambos os CIs à placa Arduino em A0.

Conecte o pino 12 (S1) de ambos os CIs à placa Arduino em A1.

Conecte os pinos 13 (S2) de ambos os CIs à placa Arduino em A2.

Do IC 1, conecte o pino 3 (A) à placa Arduino em A4.

Do IC 2, conecte o pino 3 (A) à placa Arduino em A5.

código Arduino

Use o seguinte código para o 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

O resultado é algo neste gênero:

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

Componentes

Os componentes para este teste:

lista de componentes

Multiplexador 74HC4051 - 5 peças Fora de estoque (vendido por 5) € 3,65 Tábua de ensaio 400 pontos - branca Fora de estoque € 1,90 Conjunto jumper Masculino-Masculino 65 peças Em estoque € 3,00 Total € 8,55

Da mesma forma, você pode testar a versão no breakout board

SparkFun Multiplexer Breakout - 8 canais (74HC4051)Desbloqueie todo o potencial do 74HC4051 com o Sparkfun Multiplexer Breakout. Transforme quatro pinos de E/S em oito sinais selecionáveis, adequados para uma variedade de aplicações. Fácil de usar, confiável e versátil para amadores e profissionais. Em estoque € 4,15

teste analógico

Para testar analógico você precisa de um DAC. O Arduino Uno não tem isso como padrão, mas com a ajuda da placa de breakout " Adafruit MCP4725 (12bit DAC)", você pode conseguir isso.

Placa de interrupção MCP4725 - DAC de 12 bits com interface I2CSeu microcontrolador provavelmente tem um ADC (conversor analógico -> digital), mas ele tem um DAC (conversor digital -> analógico)??? Agora pode! Esta placa de breakout apresenta o DAC MCP4725 de 12 bits fácil de usar. Controle-o via I2C e envie o valor que deseja que seja gerado, e o pino VOUT o receberá. Entregue em 10 a 30 dias € 5,80

Conectar

A conexão deve então ser ajustada:
Coloque o pino 3 (A) do IC 1 na saída do MCP4725 (VOU) (ao invés de A5)
Coloque o pino 3 (A) do IC 2 no pino A3 da placa Arduino (ao invés de A4).
Os pinos A4 (SCA) e A5 (SCL) da placa Arduino devem ser conectados ao SDA e SCL do MCP4725.
Conecte também VDD e GND da placa MCP4725 a 5V e GND, respectivamente.
Conecte o pino A0 do MCP4725 ao GND para selecionar o endereço I2C 0x62.
(Alternativa: Selecione A0 em 5V no endereço 0x63.)

Bibliotecas Adafruit

Para controlar o Adafruit MCP4725 DAC, é recomendável baixar a biblioteca correspondente do Adafruit .
Você pode encontrá-los em GithubGenericName.

O código para o teste analógico é o seguinte:

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

O resultado no monitor serial está neste gênero:

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

Ocasionalmente, haverá “erros” devido a arredondamentos e imprecisões. Por exemplo, você pode ver que 2,89V não é igual a 2,88V. No entanto, em combinação com todos os outros resultados bem-sucedidos, você pode assumir que o MUX/DEMUX funciona perfeitamente.

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