中级
30 分钟

使用AD74413R和TM4C123GH6PZ实现同时的ADC和DAC功能

解锁精确性和多功能性

AD-SWIO 2 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

AD-SWIO 2 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C123GH6PZ

提升您的设计能力,使用终极ADC-DAC组合解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

AD-SWIO 2 Click基于Analog Devices的AD74413R,这是一款16位模数转换器(ADC)和13位数模转换器(DAC)。AD74413R具有多种模式,包括电压输出、电流输出、电压输入、外部供电电流输入、回路供电电流输入、外部RTD测量、数字输入逻辑和回路供电数字输入模式。ADC可以测量100Ω RSENSE上的电压或每个通道的I/OP_x螺钉端子上的电压。在高阻抗模式下,ADC默认测量螺钉端子上的电压(I/OP_x到I/ON_x),范围为0V到10V。ADC还提供用户可选择输入的诊断信息,例如电源、内部芯片温度、参考和调节器。AD74413R可以使用外部或内部参考电压。参考输入需要2.5V才能使AD74413R正常工作。参考电压在应用到DAC和ADC之前在内部缓冲。AD-SWIO 2 Click包含一个用于选择参考电压的跳线;左侧位置(默认)

选择外部参考电压。Analog Devices的ADR4525提供外部参考电压。ADR4525BRZ是一款高精度、低噪声电压参考,具有±0.02%的最大初始误差。通过将Vref跳线切换到右侧位置,AD74413R使用内部参考电压。如果AD-SWIO 2 Click使用内部参考电压,REFIN引脚必须连接到REFOUT引脚。AD-SWIO 2 Click有四个GPO-x引脚,每个通道一个(GPO-A、GPO-B、GPO-C、GPO-D)。每个通道的GPO-x引脚可以配置为数字输入功能的逻辑输出或逻辑高或低输出。GPO-x引脚可以通过GPO_CONFIGx寄存器中的GPO_SELECT位设置。该Click板™还包含一个LVIN(低电压输入)引脚,该引脚的测量电压范围为0V至2.5V。AD74413R包含四个13位DAC,每个通道一个。每个DAC核心是一个13位串DAC。架构结构由一串

电阻组成,每个电阻值为R。加载到DAC_CODEx寄存器中的数字输入代码确定从哪个串节点获取电压并馈入输出放大器。此架构本质上是单调和线性的。AD74413R在电压输出模式下具有可编程的短路限制,按通道编程。该电路在AVDD电源升压或用例配置更改时最小化I/OP_x螺钉端子的毛刺。可以通过AVDD引脚上的正模拟电源调节短路限制,AD-SWIO 2 Click上的输出电压限制为+20V。AD-SWIO 2 Click配备了Analog Devices的ADP1613升压DC-DC开关转换器,具有集成电源开关,能够提供高达20V的输出电压。该Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下工作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。然而,该Click板™配备了一个包含功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

AD-SWIO 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。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,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

100

RAM (字节)

32768

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PH0
RST
SPI Chip Select
PF7
CS
SPI Clock
PK0
SCK
SPI Data OUT
PK2
MISO
SPI Data IN
PK3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Alert Status
PF5
PWM
Data Ready
PH4
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

AD-SWIO 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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 AD-SWIO 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • adswio2_get_conv_results - 此功能允许用户获取选定通道的转换结果。

  • adswio2_status_pin_ready - 此功能检查ready引脚的状态。

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 
 * \brief AdSwio2 Click example
 * 
 * # Description
 * This Click is a quad-channel software configurable input/output solution for building 
 * and process control application. The AD-SWIO 2 Click contains four 13-bit DACs, one 
 * per chanal, and 16-bit Σ-∆ ADC. These options give a lot of flexibility in choosing 
 * functionality for analog output, analog input, digital input, resistance temperature 
 * detector (RTD), and thermocouple measurements integrated into a single chip solution 
 * with a serial peripheral interface (SPI).
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Performs a hardware reset of the click board and
 * executes a default configuration that enables channel A and sets it to measure voltage
 * input in the range from 0V to 10V, with 4800 SPS.
 * 
 * ## Application Task  
 * Waits for the data ready and then reads the results of ADC conversion from channel A
 * and if response is ok, then prints the results on the uart console.
 *  
 * ## Additional Functions
 *
 * - void application_default_handler ( uint8_t *err_msg ) - Sends an error report messages from click
 * driver to initialized console module. It must be set using adswio2_set_handler function.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "adswio2.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static adswio2_t adswio2;
static log_t logger;

static uint8_t adswio2_rdy;
static adswio2_err_t adswio2_err;
static uint16_t adswio2_ch_a;
static uint16_t timeout;
static float adswio2_res;

const uint16_t ADSWIO2_RANGE_VOLT_MV = 10000;
const uint32_t ADSWIO2_RANGE_RESOLUTION = 65536;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void application_default_handler ( uint8_t *err_msg )
{
    char *err_ptr = err_msg;

    log_printf( &logger, "\r\n" );
    log_printf( &logger, "[ERROR] : %s", err_ptr );
    log_printf( &logger, "\r\n" );
}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    adswio2_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    adswio2_cfg_setup( &cfg );
    ADSWIO2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    adswio2_init( &adswio2, &cfg );
    Delay_ms ( 100 );
    
    adswio2_default_cfg( &adswio2 );
    Delay_ms ( 1000 );

    adswio2_rdy  = DUMMY;
    adswio2_ch_a = DUMMY;
    adswio2_res  = DUMMY;
    adswio2_err  = ADSWIO2_ERR_STATUS_OK;
    log_printf( &logger, " AD-SWIO 2 click initialization done \r\n");
    log_printf( &logger, "************************************\r\n");
}

void application_task ( void )
{
    timeout = 0;
    do
    {
        Delay_1ms( );
        timeout++;
        adswio2_rdy = adswio2_status_pin_ready( &adswio2 );
        if ( timeout > 3000 ) 
        {
            timeout = 0;
            log_printf( &logger, " Reinitializing...");
            adswio2_default_cfg( &adswio2 );
            log_printf( &logger, "Done\r\n");
        }
    }
    while ( adswio2_rdy != 0 );
    
    adswio2_err = adswio2_get_conv_results( &adswio2, ADSWIO2_SETUP_CONV_EN_CHA, &adswio2_ch_a );
    
    if ( adswio2_err == ADSWIO2_ERR_STATUS_OK )
    {
        adswio2_res = adswio2_ch_a;
        adswio2_res /= ADSWIO2_RANGE_RESOLUTION;
        adswio2_res *= ADSWIO2_RANGE_VOLT_MV;
        adswio2_ch_a = adswio2_res;

        log_printf( &logger, " Voltage from channel A: %d mV\r\n", adswio2_ch_a );
        
        log_printf( &logger, "-----------------------------------\r\n\r\n" );
        Delay_ms ( 200 );
    }
}

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;
}


// ------------------------------------------------------------------------ END
/*!
 * \file 
 * \brief AdSwio2 Click example
 * 
 * # Description
 * This Click is a quad-channel software configurable input/output solution for building 
 * and process control application. The AD-SWIO 2 Click contains four 13-bit DACs, one 
 * per chanal, and 16-bit Σ-∆ ADC. These options give a lot of flexibility in choosing 
 * functionality for analog output, analog input, digital input, resistance temperature 
 * detector (RTD), and thermocouple measurements integrated into a single chip solution 
 * with a serial peripheral interface (SPI).
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Performs a hardware reset of the click board and
 * executes a default configuration that enables channel A and sets it to measure voltage
 * input in the range from 0V to 10V, with 4800 SPS.
 * 
 * ## Application Task  
 * Waits for the data ready and then reads the results of ADC conversion from channel A
 * and if response is ok, then prints the results on the uart console.
 *  
 * ## Additional Functions
 *
 * - void application_default_handler ( uint8_t *err_msg ) - Sends an error report messages from click
 * driver to initialized console module. It must be set using adswio2_set_handler function.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "adswio2.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static adswio2_t adswio2;
static log_t logger;

static uint8_t adswio2_rdy;
static adswio2_err_t adswio2_err;
static uint16_t adswio2_ch_a;
static uint16_t timeout;
static float adswio2_res;

const uint16_t ADSWIO2_RANGE_VOLT_MV = 10000;
const uint32_t ADSWIO2_RANGE_RESOLUTION = 65536;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void application_default_handler ( uint8_t *err_msg )
{
    char *err_ptr = err_msg;

    log_printf( &logger, "\r\n" );
    log_printf( &logger, "[ERROR] : %s", err_ptr );
    log_printf( &logger, "\r\n" );
}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    adswio2_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    adswio2_cfg_setup( &cfg );
    ADSWIO2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    adswio2_init( &adswio2, &cfg );
    Delay_ms ( 100 );
    
    adswio2_default_cfg( &adswio2 );
    Delay_ms ( 1000 );

    adswio2_rdy  = DUMMY;
    adswio2_ch_a = DUMMY;
    adswio2_res  = DUMMY;
    adswio2_err  = ADSWIO2_ERR_STATUS_OK;
    log_printf( &logger, " AD-SWIO 2 click initialization done \r\n");
    log_printf( &logger, "************************************\r\n");
}

void application_task ( void )
{
    timeout = 0;
    do
    {
        Delay_1ms( );
        timeout++;
        adswio2_rdy = adswio2_status_pin_ready( &adswio2 );
        if ( timeout > 3000 ) 
        {
            timeout = 0;
            log_printf( &logger, " Reinitializing...");
            adswio2_default_cfg( &adswio2 );
            log_printf( &logger, "Done\r\n");
        }
    }
    while ( adswio2_rdy != 0 );
    
    adswio2_err = adswio2_get_conv_results( &adswio2, ADSWIO2_SETUP_CONV_EN_CHA, &adswio2_ch_a );
    
    if ( adswio2_err == ADSWIO2_ERR_STATUS_OK )
    {
        adswio2_res = adswio2_ch_a;
        adswio2_res /= ADSWIO2_RANGE_RESOLUTION;
        adswio2_res *= ADSWIO2_RANGE_VOLT_MV;
        adswio2_ch_a = adswio2_res;

        log_printf( &logger, " Voltage from channel A: %d mV\r\n", adswio2_ch_a );
        
        log_printf( &logger, "-----------------------------------\r\n\r\n" );
        Delay_ms ( 200 );
    }
}

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;
}


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

额外支持

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