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30 分钟

使用MCP6S21和TM4C1299NCZAD创建终极信号放大解决方案

精确放大

GainAMP 2 click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

GainAMP 2 click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1299NCZAD

无论您是处理音频、传感器数据还是其他低级信号,我们的6通道可编程增益放大器都是提升和优化信号质量的理想解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GainAMP 2 Click基于Microchip的MCP6S21,这是一款轨到轨输入/输出、低噪声可编程增益放大器(PGA)。这款集成电路具有六个多路复用的非反相输入通道,可以通过SPI接口为每个输入通道单独设置增益。通道CH0到CH5是连接到外部信号源的六个输入通道。内部多路复用器选择增益的通道,并将其发送到输出引脚。MCP6S21的增益级有八个不同的离散增益步长:1、2、4、5、8、10、16和32V/V。轨到轨输入和输出可接受高达VCC的电压水平,没有失真或相移。输出电压由输出级的电阻阶

梯网络和电压参考引脚上的电压偏置。除了在十脚I/O连接器上的VOUT引脚之外,MCP6S21的输出引脚还连接到mikroBUS™的AN引脚,因此可以用作ADC的输入信号。这样,放大后的信号可以轻松地数字化并由MCU处理。在这种配置下使用click board有效地将GainAMP 2 click变成了具有可选择增益的输入的模拟端口扩展器。MCP6S21器件可以通过设置通过SPI接口的内部寄存器的适当位来置于关断模式。在关断模式下,功耗很小。设备在接收到通过SPI的有效命令之前,将保持在关断模式。在关

断模式下,设备记住了内部寄存器的状态,因此当设备唤醒时,它将恢复正常工作。可以使用MIKROE库函数轻松访问内部寄存器。有关寄存器及其设置的更多信息,请参阅MCP6S21数据表。这个Click board™可以选择3.3V或5V逻辑电压电平操作,通过VCC SEL跳线选择。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。然而,Click board™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

GainAMP 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)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

212

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Signal Output
PE3
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PE7
CS
SPI Clock
PA2
SCK
SPI Slave Data OUT
PA5
MISO
SPI Slave Data IN
PA4
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
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

GainAMP 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

这个库包含GainAMP 2 Click驱动程序的API。

关键函数:

  • gainamp2_set_channel_gain - 设置通道增益

  • gainamp2_get_voltage - 返回从VOUT引脚测量的电压

  • gainamp2_write_Command - 发送命令

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 GainAmp2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application is programmable gain amplifier
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes and sets GainAMP 2 click channel 0 to amplify the signal 2 times
 * 
 * ## Application Task  
 * Displays the voltage measured from VOUT pin
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gainamp2.h"

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

static gainamp2_t gainamp2;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    gainamp2_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.

    gainamp2_cfg_setup( &cfg );
    GAINAMP2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    gainamp2_init( &gainamp2, &cfg );
    
    gainamp2_set_channel_gain ( &gainamp2, GAINAMP2_CH0, GAINAMP2_GAIN_2X );
    log_printf( &logger,"Channel 0 - aplified 2x \r\n" ); 
}

void application_task( void )
{
    log_printf( &logger,"Voltage at VOUT: %f \r\n", gainamp2_get_voltage( &gainamp2 ) );
    log_printf( &logger,"------------------------------- \r\n " );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
    	application_task( );
    }

}

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

额外支持

资源

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