使用MAX22345和PIC32MZ1024EFH064实现SPI接口的电气隔离

完全隔离的SPI接口

SPI Isolator 6 Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 24, 2024

点击板

SPI Isolator 6 Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

在不同电源域的设备之间创建通信桥梁。

硬件概览

它是如何工作的？

SPI Isolator 6 Click 基于 MAX22345，这是一款四通道数字隔离器，来自 Analog Devices，最大数据传输速率为 200Mbps。MAX22345 为在两个接地域之间传输的数字信号提供了电气隔离，能够承受高达 784Vpeak 的连续隔离和高达 3.75kVRMS 的 60 秒隔离。除此之外，Analog 的专有工

艺技术提供了低功耗操作、高电磁干扰（EMI）抗性和稳定的温度性能。两个电源引脚的宽电压范围允许 MAX22345 用于电平转换和隔离。由于这款 Click board™ 代表了用于 SPI 通信的隔离器，因此它通过 SPI 通信与 MCU 进行逻辑通信。如前所述，MAX22345 具有 A 和具有另外两个端

子，用于连接隔离的 SPI 数据通信线路。此 Click board™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作，通过 VCC SEL 跳线选择。这种方式使得 3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外，这款 Click board™ 配备了一个包含易于使用的函数库和示例代码的库，可用于进一步开发。

SPI Isolator 6 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板，它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器，使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器，一个 USB 连接器，LED 指示灯，按钮，一个 mikroProg 连接器，以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记，它提供了流畅且沉浸式的工作体验，允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式，使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC，dsPIC 或 PIC32 编程外，Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流，这足以操作所有板载和附加模块。所有

mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上，包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分，允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持，得益于大量不同的 Click 板™（超过一千块板），其数量每天都在增长，它涵盖了原型制作的许多方面。

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

RST

SPI Chip Select

RG9

SPI Clock

RG6

SCK

SPI Data OUT

RG7

MISO

SPI Data IN

RG8

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

INT

SCL

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

SPI Isolator 6 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

GNSS2 Click front image hardware assembly

GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly

Micro B Connector Clicker Access - upright/background hardware assembly

Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly

Necto No Display image step 8 hardware assembly

Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下，“应用程序输出”窗口支持实时数据监控，直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境，以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输，实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置，以确保正常运行。有关分步设置说明，请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据，使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置，请按照提供的教程，其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时，请使用以下函数：plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式，用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称，并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 SPI Isolator 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

spiisolator6_generic_write - 此函数通过使用SPI串行接口写入所需数量的数据字节。
spiisolator6_generic_read - 此函数通过使用SPI串行接口先写入然后读取所需数量的数据字节。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief SPIIsolator6 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of SPI Isolator 6 click board by reading the
 * device ID of the connected Accel 22 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Reads and checks the device ID of the connected Accel 22 click board, and displays the
 * results on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @note
 * Make sure to provide VCC power supply on VCC-EXT pin.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "spiisolator6.h"

static spiisolator6_t spiisolator6;
static log_t logger;

/**
 * @brief SPI Isolator 6 get accel 22 device id function.
 * @details This function reads and checks the device ID of the connected Accel 22 click board.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #spiisolator6_t object definition for detailed explanation.
 * @return None.
 * @note None.
 */
void spiisolator6_get_accel22_device_id ( spiisolator6_t *ctx );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    spiisolator6_cfg_t spiisolator6_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    spiisolator6_cfg_setup( &spiisolator6_cfg );
    SPIISOLATOR6_MAP_MIKROBUS( spiisolator6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == spiisolator6_init( &spiisolator6, &spiisolator6_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    spiisolator6_get_accel22_device_id ( &spiisolator6 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

void spiisolator6_get_accel22_device_id ( spiisolator6_t *ctx )
{
    #define DEVICE_NAME             "Accel 22 click"
    #define DEVICE_SPI_READ_REG     0x0B
    #define DEVICE_REG_ID           0x00
    #define DEVICE_ID               0xAD
    uint8_t data_in[ 2 ] = { DEVICE_SPI_READ_REG, DEVICE_REG_ID };
    uint8_t device_id;
    if ( SPIISOLATOR6_OK == spiisolator6_generic_read ( ctx, data_in, 2, &device_id, 1 ) )
    {
        log_printf( &logger, "\r\n %s\r\n", ( char * ) DEVICE_NAME );
        if ( DEVICE_ID == device_id )
        {
            log_printf ( &logger, " Device ID: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) device_id );
        }
        else
        {
            log_error( &logger, " Wrong Device ID: 0x%.2X", ( uint16_t ) device_id );
        }
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

/*!
 * @file main.c
 * @brief SPIIsolator6 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of SPI Isolator 6 click board by reading the
 * device ID of the connected Accel 22 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Reads and checks the device ID of the connected Accel 22 click board, and displays the
 * results on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @note
 * Make sure to provide VCC power supply on VCC-EXT pin.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "spiisolator6.h"

static spiisolator6_t spiisolator6;
static log_t logger;

/**
 * @brief SPI Isolator 6 get accel 22 device id function.
 * @details This function reads and checks the device ID of the connected Accel 22 click board.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #spiisolator6_t object definition for detailed explanation.
 * @return None.
 * @note None.
 */
void spiisolator6_get_accel22_device_id ( spiisolator6_t *ctx );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    spiisolator6_cfg_t spiisolator6_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    spiisolator6_cfg_setup( &spiisolator6_cfg );
    SPIISOLATOR6_MAP_MIKROBUS( spiisolator6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == spiisolator6_init( &spiisolator6, &spiisolator6_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    spiisolator6_get_accel22_device_id ( &spiisolator6 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

void spiisolator6_get_accel22_device_id ( spiisolator6_t *ctx )
{
    #define DEVICE_NAME             "Accel 22 click"
    #define DEVICE_SPI_READ_REG     0x0B
    #define DEVICE_REG_ID           0x00
    #define DEVICE_ID               0xAD
    uint8_t data_in[ 2 ] = { DEVICE_SPI_READ_REG, DEVICE_REG_ID };
    uint8_t device_id;
    if ( SPIISOLATOR6_OK == spiisolator6_generic_read ( ctx, data_in, 2, &device_id, 1 ) )
    {
        log_printf( &logger, "\r\n %s\r\n", ( char * ) DEVICE_NAME );
        if ( DEVICE_ID == device_id )
        {
            log_printf ( &logger, " Device ID: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) device_id );
        }
        else
        {
            log_error( &logger, " Wrong Device ID: 0x%.2X", ( uint16_t ) device_id );
        }
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END