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DAC・ADC の仕組みとマイコンとの接続方法 DAC・ADC の仕組みとマイコンとの接続方法 デジタル信号をアナログ信号に、またはその逆の変換を行うためのデバイス、DAC（デジタル-アナログコンバーター）とADC（アナログ-デジタルコンバーター）は、電子工作や制御システムにおいて非常に重要な役割を果たします。本記事では、これらのデバイスの基本的な仕組みと、マイコンとの接続方法について解説します。 1. DAC（デジタル-アナログコンバーター）の仕組み DACは、デジタルデータ（通常は二進数）を受け取り、それを対応するアナログ電圧または電流に変換します。変換のプロセスは、通常、以下のステップで行われます。 デジタルデータを受け取る： DACは、通常、8ビット、16ビット、24ビットなどのビット幅でデジタルデータを入力として受け取ります。 分解マッピング： 入力されたデジタルデータは、内部の分解マッピングテーブルと比較されます。このテーブルは、各デジタルコードに対応するアナログ電圧または電流の値を定義します。 アナログ出力生成： 分解マッピングテーブルに基づいて、対応するアナログ電圧または電流が生成されます。この出力は、通常、出力ピンから出力されます。 DACの出力電圧は、通常、0VからVref（基準電圧）までの範囲で設定可能です。Vrefは、DACの精度と出力範囲を決定する重要なパラメータです。 2. ADC（アナログ-デジタルコンバーター）の仕組み ADCは、アナログ信号（電圧または電流）を受け取り、それを対応するデジタルデータに変換します。変換のプロセスは、通常、以下のステップで行われます。 アナログ信号を入力： ADCは、通常、0VからVrefまでのアナログ電圧を入力として受け取ります。 サンプリング： 入力されるアナログ信号を、一定の周期でサンプリングします。サンプリングレートが高いほど、より正確なデジタル値が得られます。 量子化： サンプリングされたアナログ値を、指定されたビット幅で量子化します。量子化誤差が発生する可能性があります。 デジタル出力生成： 量子化されたデジタルデータは、通常、出力ピンから出力されます。 ADCの分解能（...

DAC・ADC の仕組みとマイコンとの接続方法 DAC・ADC の仕組みとマイコンとの接続方法 デジタル信号とアナログ信号の変換は、電子機器における最も重要な処理の一つです。特にマイコンを様々なセンサーやアクチュエータと連携させる場合、これらの変換は不可欠となります。本記事では、DAC（デジタル-アナログ変換器）とADC（アナログ-デジタル変換器）の基本的な仕組みと、それらをマイコンと接続する方法について解説します。 1. ADC（アナログ-デジタル変換器）の仕組み ADCは、アナログ信号（電圧、電流など）をデジタル信号に変換する装置です。この変換は、通常、サンプリングと呼ばれる方法で行われます。サンプリングとは、アナログ信号を一定間隔で測定し、その値をデジタルデータとして記録することです。サンプリングレートが高いほど、元のアナログ信号をより正確に表現できます。 ADCの変換方式には、いくつかの種類があります。代表的なものとして、 逐次比較方式 、 積分形方式 、 微分形方式 などがあります。それぞれの方式には、変換速度や精度などの特徴があります。 2. DAC（デジタル-アナログ変換器）の仕組み DACは、デジタルデータ（0と1の組み合わせ）をアナログ信号（電圧、電流など）に変換する装置です。DACは、デジタルデータに基づいて、適切なアナログ信号を生成します。DACの出力信号は、通常、直線的な関数で表されます。 DACの出力信号は、通常、 直線形 、 階線形 、 双曲線形 などの形状を持ちます。 3. マイコンとの接続方法 DACやADCをマイコンと接続する際には、主に以下の方法があります。UART、SPI、I2Cなどのシリアル通信インターフェースを利用する方法や、マイコンのADC/DAC機能を直接利用する方法があります。それぞれの方法には、変換速度や精度などの違いがあります。 シリアル通信を利用する方法は、比較的簡単に実装できますが、変換速度は遅くなります。一方、マイコンのADC/DAC機能を直接利用する方法は、変換速度が速いですが、マイコンのハードウェア機能を利用する必要があるため、実装が複雑になる場合があります。 具体的な接続方法については、使用するマイコンのデータシートや、DAC/ADCのデータシー...