中级
30 分钟

使用 MAX22000 和 STM32F302VC 实现无缝信号转换

ADC + DAC 的完美和谐

ADAC 2 Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

ADAC 2 Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

对于需要合并 ADC 和 DAC 操作的应用,这是一个完整的解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ADAC 2 Click 基于 Analog Devices 的 MAX22000,这是一款工业级、软件可配置的模拟输入/输出解决方案。它在发送路径提供高性能的 18 位 DAC,并在接收路径提供 24 位增量-Δ ADC。发送路径(模拟输出)和接收路径(模拟输入)完全独立;因此,它们可以针对不同的配置和操作模式进行编程。由于其出色的性能和特性,该板设计用于支持各种工业应用,如可编程逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)和需要可配置模拟 I/O 的过程控制应用。该 Click board™ 通过标准 SPI 接口与 MCU 进行通信,用于所有配置和管理信息,最大频率为 20MHz。MAX22000 为其输入和输出提供了多种电压和电流范围,以保持最佳的准确性。它将线性范围设置为名义范围的 105%,将满量程设置为名义范围的 125%。

例如,对于 ±10V 的名义范围,MAX22000 提供 ±10.5V 的线性范围和 ±12.5V 的满量程范围。可以通过配置适当的寄存器来实现其他范围。MAX22000 还提供一个标记为 CIO 的输出,配置为电压或电流输出,以及三个模拟输入(AI4、AI5 和 AI6),可配置为电压或电流输入。除了作为通用模拟输入的用途外,AI5 和 AI6 引脚还可以配置为低电压或高电压输入的差分可编程增益放大器(PGA),以支持 RTD 和热电偶测量。高性能滤波器允许 ADC 在选定的 ADC 数据速率下提供 50Hz/60Hz 正常模式拒绝。使用 AI5 和 AI6 引脚进行电流测量依赖于外部精密电阻器进行电流-电压转换。额外的 GPIO 引脚可以控制外部模拟开关,用于电流测量时的连接或断开电流感应电阻,该电流测量不使用差分传感器。此外,还使用了几个 

mikroBUS™ 引脚。连接到 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚的主动低电平复位信号可以激活系统的硬件复位(所有寄存器回到上电默认状态,模拟输出变为高阻态,模拟输入停止供电,ADC 转换停止),而连接到 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚代表标准中断功能,提供用户反馈信息。还有一个额外的数据准备中断,标记为 RDY,连接到 mikroBUS™ 插座的 AN 引脚上,用于在数据寄存器中有新的 ADC 转换结果可用时发出信号。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压水平转换。然而,该 Click board™ 配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

ADAC 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 4 for STM32F3 是一款紧凑型开发板,作为完整的解决方案而设计,可帮助用户快速构建具备独特功能的定制设备。该板搭载 STMicroelectronics 的 STM32F302VCT6 微控制器,配备四个 mikroBUS™ 插槽用于连接 Click boards™、完善的电源管理功能以及其他实用资源,是快速开发各类应用的理想平台。其核心 MCU STM32F302VCT6 基于高性能 

Arm® Cortex®-M4 32 位处理器,运行频率高达 168MHz,处理能力强大,能够满足各种高复杂度任务的需求,使 Clicker 4 能灵活适应多种应用场景。除了两个 1x20 引脚排针外,板载最显著的连接特性是四个增强型 mikroBUS™ 插槽,支持接入数量庞大的 Click boards™ 生态系统,该生态每日持续扩展。Clicker 4 各功能区域标识清晰,界面直观简洁,极大

提升使用便捷性和开发效率。Clicker 4 的价值不仅在于加速原型开发与应用构建阶段,更在于其作为独立完整方案可直接集成至实际项目中,无需额外硬件修改。四角各设有直径 4.2mm(0.165")的安装孔,便于通过螺丝轻松固定。对于多数应用,只需配套一个外壳,即可将 Clicker 4 开发板转化为完整、实用且外观精美的定制系统。

CLICKER 4 for STM32F302VCT6 double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32F302VC Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

100

RAM (字节)

40960

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Data Ready
PC4
AN
Reset
PC15
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PA5
SCK
SPI Data OUT
PA6
MISO
SPI Data IN
PA7
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PD0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ADAC 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以CLICKER 4 for STM32F302VCT6作为您的开发板开始。

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product6 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC32MZ MXS Data Capture Board NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 hardware assembly

软件支持

库描述

该库包含 ADAC 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • adac2_set_active_ain_channel - 此函数设置活动的模拟输入通道。

  • adac2_read_voltage - 此函数读取上一次转换的原始 ADC 值,并将其转换为电压。

  • adac2_write_dac - 此函数通过向 AO_DATA_WR 寄存器写入数据设置模拟输出

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 ADAC 2 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of ADAC 2 Click board by setting the DAC output (CIO)
 * and reading the ADC results from a single-ended channel (AI4) and from a differential
 * channel (AI5+, AI6-) as well as toggling all GPIO pins.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration which enables
 * DAC voltage output, sets the analog input mode to single-ended for AI4 and 
 * differential (AI5+, AI6-), and enables all GPIOs as output.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the ADC results from a single-ended (AI4) and a differential (AI5+, AI6-) channels,
 * then sets the raw DAC output increasing the value by 10000 after each iteration, and toggles
 * all GPIO pins. The results will be displayed on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "adac2.h"

static adac2_t adac2;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    adac2_cfg_t adac2_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.
    adac2_cfg_setup( &adac2_cfg );
    ADAC2_MAP_MIKROBUS( adac2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == adac2_init( &adac2, &adac2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( ADAC2_ERROR == adac2_default_cfg ( &adac2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage;
    if ( ADAC2_OK == adac2_set_active_ain_channel ( &adac2, ADAC2_CH_AI4_SINGLE_ENDED ) )
    {
        adac2_start_conversion ( &adac2, ADAC2_DATA_RATE_450_SPS );
        // Waits for the availability of the conversion result
        while ( adac2_get_rdy_pin ( &adac2 ) );
        adac2_stop_conversion ( &adac2 );
        if ( ADAC2_OK == adac2_read_voltage ( &adac2, ADAC2_FULL_SCALE_RANGE_12p5V, &voltage ) )
        {
            log_printf ( &logger, " Channel AI4 single-ended: %.2f V\r\n", voltage );
        }
    }
    if ( ADAC2_OK == adac2_set_active_ain_channel ( &adac2, ADAC2_CH_AI5_AI6_DIFFERENTIAL_25V ) )
    {
        adac2_start_conversion ( &adac2, ADAC2_DATA_RATE_450_SPS );
        // Waits for the availability of the conversion result
        while ( adac2_get_rdy_pin ( &adac2 ) );
        adac2_stop_conversion ( &adac2 );
        if ( ADAC2_OK == adac2_read_voltage ( &adac2, ADAC2_FULL_SCALE_RANGE_25V, &voltage ) )
        {
            log_printf ( &logger, " Channel AI5-AI6 differential: %.2f V\r\n", voltage );
        }
    }
    
    static int32_t dac = ADAC2_DAC_MIN_VALUE;
    if ( ADAC2_OK == adac2_write_dac ( &adac2, dac ) )
    {
        log_printf ( &logger, " DAC: %ld\r\n", dac );
        dac += 5000;
        if ( dac > ADAC2_DAC_MAX_VALUE )
        {
            dac = ADAC2_DAC_MIN_VALUE;
        }
    }
    
    uint32_t gpio_data;
    if ( ADAC2_OK == adac2_read_register ( &adac2, ADAC2_REG_GEN_GPIO_CTRL, &gpio_data ) )
    {
        gpio_data ^= ADAC2_GPIO_ALL_MASK;
        if ( ADAC2_OK == adac2_write_register ( &adac2, ADAC2_REG_GEN_GPIO_CTRL, gpio_data ) )
        {
            log_printf ( &logger, " GPIO: 0x%.2X\r\n\n", ( uint16_t ) ( gpio_data & ADAC2_GPIO_ALL_MASK ) );
        }
    }
    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;
}

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

额外支持

资源

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