波形发生器驱动

MCP4728 2 kHz 波形发生器

该 PlatformIO 项目驱动 MCP4728 四通道 12 位 DAC，使每个通道都能独立输出 2 kHz 波形（正弦、三角或方波）。每个通道都具备 12 位幅度调节、可变直流偏置与 查找表相位偏移能力。

硬件与软件要求

• 任何兼容 Arduino 的 I2C MCU（示例使用 Wire 库）
• Adafruit MCP4728 驱动库 (Adafruit_MCP4728)
• 建议将 I2C 设置为 Fast-mode Plus（1 MHz）以满足刷新速率

工作原理

• 每个波形周期取 32 个采样点（32 × 2 kHz = 64 kS/s）
• 开机时构建归一化的正弦/三角/方波查找表
• loop() 以微秒定时步进查找表，并把缩放后的样点写入 DAC
• 通过原生 Adafruit 驱动完成全部 DAC 更新，无需修改底层代码

配置方法

在 src/main.cpp 中调用辅助函数配置任意通道：

setChannelWaveform(
  /* 通道索引 0..3 */ 0,
  /* 波形类型 */ WaveformType::kSine,
  /* 幅度 (0..2047) */ 1800,
  /* 直流偏置 (0..4095) */ kDacMidpoint,
  /* 相位步进 (0..31) */ 0);

• amplitude 提供 12 位分辨率；2047 是在中点对称下不失真的最大值。
• offset 控制波形的直流偏置；纯交流输出时保持为 kDacMidpoint。
• phaseStep 改变查找表索引，实现通道之间的相位对齐或错位。

所有通道共享同一采样时钟，因此都会保持 2 kHz，但可同时输出不同形状与幅度。

注意事项

• 推荐使用 1 MHz I2C；若 MCU 无法维持吞吐量，可适当降低 kWaveTableSamples。
• MCP4728 在写入数据后立即更新通道；若连接 UDAC 引脚，可修改 mcp.setChannelValue(...) 的最后一个参数改用锁存更新。