🛠 Broches, ADC 13 bits, DAC 12 bits et PWM : dompter les E/S de la Teensy 3.2

Objectifs

Exploiter les E/S de la Teensy 3.2 comme un pro : 34 broches d'E/S dont 24 facilement accessibles sur une breadboard compacte, 21 entrées analogiques réparties sur 2 convertisseurs, un vrai DAC 12 bits sur A14, 12 broches tactiles (touchRead) et 12 broches PWM réparties en 3 groupes de timers à fréquence indépendante. Vous câblerez un potentiomètre, un bouton et une LED PWM, et vous lirez le tout dans un seul sketch avec sortie DAC.

Matériel

• 1 Teensy 3.2 sur breadboard (format compact : 24 broches accessibles sans soudure)
• 1 potentiomètre 10 kΩ sur A2 (curseur au milieu, les deux autres pattes entre 3,3 V et GND)
• 1 bouton poussoir entre la broche 5 et GND (pull-up interne)
• 1 LED + résistance 330 Ω sur une broche PWM (ex. 6)
• Optionnel : oscilloscope sur A14 pour voir la sortie DAC

Points d'architecture à connaître

• Logique 3.3 V : sortie HIGH = 3,3 V, 10 mA recommandés au maximum par broche ; les entrées numériques tolèrent 5 V (ne jamais dépasser 5 V). Exception critique : les broches purement analogiques A10–A14 ne sont PAS 5 V tolerant — les alimenter au-delà de 3,3 V les détruit.
• ADC : 10 bits par défaut ; le matériel permet 16 bits mais « en pratique seuls ~13 bits sont normalement exploitables à cause du bruit » (page boutique PJRC). AREF = 3,3 V par défaut ; analogReference(INTERNAL) donne une référence de 1,2 V. Étages d'amplification différentielle à gain programmable (PGA) sur les paires A10/A11 et A12/A13. 3 comparateurs analogiques intégrés.
• DAC : un vrai convertisseur 12 bits sur A14 — rare dans le monde Arduino-compatible.
• PWM : 12 broches, 3 groupes de timers indépendants — analogWriteFrequency change la fréquence par groupe ; le groupe FTM0 pilote les broches 5, 6, 9, 10, 20, 21, 22, 23.
• Piège LED broche 13 : quand la broche 13 est utilisée en entrée, ne PAS utiliser INPUT_PULLUP — la LED orange intégrée fausse le niveau logique.
• Toutes les broches acceptent pull-up/pull-down et interruptions pin-change ; limitation de slew-rate en option.

Code complet

// Potentiometre (A2) -> LED PWM (broche 6) + vraie sortie DAC (A14)
// + bouton (broche 5) + touche capacitive (broche 0).
const int POT = A2, BTN = 5, LEDPWM = 6, DAC = A14, TOUCH = 0;

void setup {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(BTN, INPUT_PULLUP);          // jamais INPUT_PULLUP sur la broche 13 !
  pinMode(LEDPWM, OUTPUT);
  analogWriteFrequency(LEDPWM, 20000); // 20 kHz sur le groupe FTM0
  analogWriteResolution(12);           // resolution 12 bits pour le DAC A14
}

void loop {
  int v = analogRead(POT);             // 0..1023 par defaut (10 bits)
  analogWrite(LEDPWM, map(v, 0, 1023, 0, 255));
  analogWrite(DAC, map(v, 0, 1023, 0, 4095)); // veritable DAC 12 bits
  Serial.printf("pot=%d touche=%d bouton=%d\n",
                v, touchRead(TOUCH), digitalRead(BTN));
  delay(50);
}

Vérification attendue

Le Moniteur série affiche le potentiomètre (0–1023) et une valeur tactile qui bondit quand vous posez le doigt sur la broche 0 (touchRead). L'oscilloscope sur A14 montre une tension continue qui suit le potentiomètre — une vraie sortie analogique, pas un PWM filtré. Sur la broche 6, le PWM tourne à 20 kHz (inaudible sur un buzzer, propre pour un pilote de LED). La LED suit le potentiomètre.

Erreurs fréquentes

• Alimenter un capteur en 5 V et lire sur A10–A14 : destruction de la broche (non 5 V tolerant). La tolérance 5 V ne s'applique qu'aux broches hors A10–A14.
• Attendre 16 bits propres : le bruit limite à ~13 bits réels — moyennez plusieurs lectures plutôt que de viser l'impossible.
• Oublier que analogWriteFrequency touche tout un groupe : les broches du même timer changent de fréquence ensemble.
• INPUT_PULLUP sur la broche 13 en entrée : la LED tire le courant et fausse la lecture — utilisez INPUT simple avec résistance externe.
• Confondre touchRead et digitalRead : la détection capacitive n'existe que sur 12 broches dédiées et son seuil dépend du câblage (longueur de fil, surface d'electrode).
• Dépasser 10 mA par broche : la carte chauffe et la tension HIGH s'effondre ; utilisez un transistor ou un buffer pour les charges.