初学者
10 分钟

使用PCA9685和TM4C129EKCPDT体验无限PWM可能性

16通道,1个接口 - 完全掌控PWM

PWM Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 26, 2024

点击板

PWM Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C129EKCPDT

这种创新解决方案通过单一的 I2C 接口无缝控制 16 个 PWM 输出,为用户在管理其设备和应用程序时提供了无与伦比的精确性和多功能性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

PWM Click 基于 NXP Semiconductors 的 PCA9685,这是一个完全可编程的 16 通道 PWM 控制器。每个输出通道具有 12 位分辨率(4096 步骤)固定频率单独的 PWM 控制器,其工作频率可编程,从典型的 24Hz 到 1526Hz,占空比可从 0% 调整到 100%。所有通道都设置为相同的 PWM 频率。虽然它主要用于驱动 LED,但这个 Click 板™也可用于其他目的,如电机和工业控制、机器人技术以及其他可以从拥有紧凑型 16 通道 PWM 驱动器中受益的应用。每个输出通道可以关闭或打开,没有 PWM 控制,或设置在其各自的  PWM 控制器值,这最大限度地减少了电流激增。每 16 个通道的开启和关闭延时是独立编

程的。输出通道被编程为开漏输出,具有 25mA 的电流下沉能力,或者为图腾柱输出,具有 5V 下的 25mA 下沉和 10mA 源能力。PWM Click 通过标准 I2C 两线接口与 MCU 通信,用于读取数据和配置设置,支持高达 1MHz 的快速模式加。它还具有一个 7 位从属地址,前四个 MSB 固定为 1000。从属地址引脚 A0、A1 和 A2 由用户编程,决定从属地址的三个 LSB 的值。这些地址引脚的值可以通过定位板上标有 I2C ADR 的 SMD 跳线帽到适当位置(标记为 0 或 1)来设置。它还具有额外的使能信号,通过 mikroBUS™ 插座上标记为 EN 的 RST 引脚路由,允许异步控制 输出通道。它也可以用来将所有输出设置为

 I2C 可编程的逻辑状态,或外部“脉冲宽度调制”输出。当软件控制需要同时调暗或闪烁多个设备时,这一点很有用。此外,这个 Click 板™还有两个未填充的头,通过这些头可以连接多达七个额外的 PWM Click 板™。借助 I2C ADR 跳线帽,可以为每块板指定不同的 I2C 地址,允许在单个 I2C 线上拥有 112 个 PWM 输出。这个 Click 板™可以通过 PWR SEL 跳线帽选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平运行。这样,允许 3.3V 和 5V 能力的 MCU 适当使用通信线路。此外,这个 Click 板™还配备了一个包含易于使用的功能和可用作参考的示例代码的库。

PWM 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)

512

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

128

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Enable
PK3
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD2
SCL
I2C Data
PD3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

PWM 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 PWM Click 驱动的 API。

关键功能:

  • pwm_dev_config - 设备配置功能。

  • pwm_set_channel_raw - 设置通道原始数据功能。

  • pwm_set_all_raw - 设置所有通道原始数据功能。

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 PWM Click example
 * 
 * # Description
 * This is an example that shows the capability of PWM click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes I2C driver, enables output, configures device, sets prescaling,
 * configures output and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes the duty cycle of all channels every 10 seconds.
 * All data are being logged on USB UART where you can track their changes.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pwm.h"

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

static pwm_t pwm;
static log_t logger;
static uint8_t config0[ 6 ] = { 1, 0, 0, 0, 1, 0 };
static uint8_t config1[ 6 ] = { 1, 0, 0, 0, 0, 1 };
static uint8_t config2[ 4 ] = { 0, 1, 0, 0 };

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    pwm_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.

    pwm_cfg_setup( &cfg );
    PWM_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    pwm_init( &pwm, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
    
    pwm_set_output( &pwm, PWM_ENABLE );
    pwm_dev_config( &pwm, &config0 );
    pwm_set_pre_scale( &pwm, 0x04 );
    pwm_dev_config( &pwm, &config1 );
    pwm_output_config( &pwm,  &config2 );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " PWM  Click \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t chann_id;
    
    pwm_set_all_raw( &pwm, PWM_MAX_RESOLUTION / 2 );
    log_printf( &logger, "All Channels set to 50%% duty cycle \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    
    for ( chann_id = 0; chann_id < 8; chann_id++ )
    {
        pwm_set_channel_raw( &pwm, chann_id, 0, PWM_MAX_RESOLUTION / 4 );
    }
    log_printf( &logger, "Channels 0-7 set to 25%% duty cycle \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    
    for ( chann_id = 0; chann_id < 8; chann_id++ )
    {
        pwm_set_channel_raw( &pwm, chann_id, 0, ( PWM_MAX_RESOLUTION / 4 ) * 3 );
    }
    log_printf( &logger, "Channels 0-7 set to 75%% duty cycle \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    
    pwm_all_chann_state( &pwm, 0 );
    log_printf( &logger, "All Channels disabled \r\n " );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}


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

额外支持

资源

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