Ausgangsspannung an Port festlegen

[monka]

Hallo

Wie kann ich eine definierte Ausgangsspannung an einem bestimmten Port festlegen?

Also einen bestimmten Port als Ein-/Ausgang festzulegen ist ja klar. Dabei kann dann am einem Ausgang log. 1 oder log. 0 liegen.

Ich möchte aber an einem Ausgang eine bestimmte Spannung ausgeben; zB. 1.55V oder 3.18V o.ä. Wie kann man das realisieren? Wie sieht es mit Spannungen über 5V aus, also oberhalb der Betriebsspannung?
Der Ausgangsstrom spielt keine Rolle - es würden ein paar µA reichen. Die Spannung sollte aber stabil sein - auch bei geringfügigen Betriebsspannungs-Schwankungen (natürlich nur im zulässigen Bereich).

Kann da jemand ein paar Codeschnipsel posten?

Vielen Dank
lg, Monka

[marc oliver r.]

Das geht nur an einem der zwei DA (Digital/Analog Wandler) Ausgänge, die der Controller zur Verfügung stellt. Die Ausgangsspannung darf Vcc, also die Betriebsspannung nicht überschreiten.
Der Pegel wird über R-2R Widerstandsnetzwerk erzeugt und im Gegensatz zu einem PWM mit RC-Filter eine "glatte" Ausgangsspannung.
Hier ein Codeschnipsel:
da0e=1; // aktiviert den DA0 Wandler
da0=x; // wobei x ein wert von 0x00 bis 0xff beträgt

Der Wert, der in da0 (hier x) eingetragen wird, steht am Port nach der folgenden Formel zur Verfügung: (Vref*x)/255

Ein ausgiebiges Beispiel ist in der Elektor Ausgabe April09

[js222]

Neben der von Marc Oliver beschriebenen Möglichkeit mit einem DAC-Ausgang (nicht jeder Controller hat einen, der R8C z.B. meines Wissens nicht), gibt es noch ein paar Möglichkeiten. Alle brauchen aber zusätzliche Hardware und haben andere Nachteile.

Eine Möglichkeit wäre mehrere Pins zusammenzufassen und sich daraus mit externem Widerstands-Netzwerk und einem Puffer OP einen eigenen DAC zu basteln.
Eine andere erfordert weniger Bauteile reagiert aber träger auf Änderungen der Ausgangsspannung:
Die einfachste Variante davon ist mit einem Timerausgang zu realisieren, am besten mit einem Timer der von sich aus PWM beherrscht. Hat man keinen kann man sogar jeden beliebigen Pin nehmen und alles per Software machen (langsamer, aufwändiger, kostet Prozessorzeit).
Das Grundprinzip ist einfach, man gibt eine PWM aus und glättet sie mittels eines RC-Netzwerks.
Je nach Belastung, ausgegebener Frequenz, gewünschter Änderungsgeschwindigkeit, erlaubter Welligkeit kann man noch mittels eines OP hinterm Netzwerk puffern und Verstärken.
Neben den erwähnten Nachteilen gibt es noch einen:
Die Ausgangsspannung kann (ohne weitere Massnahemne) grundsätzlich nur so genau sein wie die Versorgungsspannung.

Höhere Ausgangs- als Versorgungsspannung:
Entweder mit Puffer-OP der eben mit mehr als 5V versorgt wird und mit einer Verstärkung dann auch
höhere Ausgangsspannungen schafft. Oder quick and
dirty mit einer Spannungsverdoppelung aus 2 Dioden, mindestens 2 Kondensatoren und einem Widerstand.
An einem Ausgang der PWM kann läd man über eine Diode einen Kondensator auf ca. 5V wenn der Ausgang low ist. Wenn der Ausgang High wird gibt er die Ladung über eine 2. Diode an einen 2. C weiter. Nach ein paar Durchgängen (und je nach Belastung und Tastverhältnis) stellt sich am 2. Kondensator maximal die doppelte Betriebsspannung minus 2* die Flusspannung der Dioden ein. Um möglichst hoch zu kommen sollte man Schottky-Dioden nehmen. Eine Belastung des Ausgangs ist nötig um mit dem PWM-Tastverhältnis die Spannung einstellen zu können. Schwankt die Belastung, wird auch die Spannung schwanken.
Will man sowas ausregeln, kann man die erzeugte Spannung natürlich über Spannungsteiler an einen AD-Eingang führen, messen und die PWM entsprechend nachregeln.

Ob das dann "Stabil" ist hängt eben von der geforderten Stabilität ab, solange man die nicht kennt kann man wenig dazu sagen. Wie soll das Ganze ohne zusätzliche präzise Bauteile stabiler sein als die Betriebsspannung?

Selbst mittels DAC oder einer Messung zwecks Regelung, ohne zusätliche Referenz wäre die Ausgangsspannung immer nur maximal so stabil wie die Betriebsspannung.

Jörg.