中级
30 分钟

为各种电子系统提供稳定的频率参考,使用Si5351A和TM4C1299NCZAD

同步、锁定、稳定

Clock Gen Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

Clock Gen Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1299NCZAD

通过将可靠的时钟发生器集成到您的解决方案中,体验无与伦比的时间精度。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Clock Gen Click 基于Si5351A,这是一款多功能的I2C可编程时钟发生器,非常适合替代晶体、晶体振荡器、VCXO、PLL和缓冲器。Si5351A由输入、两个合成器和一个输出级组成。输入级接受外部晶体(XTAL,通过XA和XB引脚)。合成的第一阶段将输入频率倍增为高频中间时钟,而合成的第二阶段使用高分辨率MultiSynth分数分频器生成所需的输出频率。在输出级提供了额外的整数分频器,可以生成低至2.5 kHz的输出频率。在每个合成阶段的交叉点开关允许完全灵活地将任何输入路由到任何输出。由于这种高分辨率和灵活的合成架构,Si5351A可以在每个输出上生成同步或自由运行的非整数相关的时钟频率,从而使一个设备能够在设计中合成多个时钟域的时钟。Si5351A使用固定频率的标准AT切割晶体作为内部振荡器的参考。振荡器的输出可以为一个或两个

PLL提供自由运行的参考,以生成异步时钟。振荡器的输出频率在25 MHz的晶体频率下运行。内部负载电容器提供,以消除在将晶体连接到Si5351A时需要外部组件的需要。总内部XTAL负载电容(CL)可以选择为0、6、8或10 pF。Si5351A使用两个合成阶段生成其最终输出时钟。第一阶段使用PLL将低频输入参考倍增为高频中间时钟。第二阶段使用高分辨率MultiSynth分数分频器生成所需的输出频率。只能同时输出两个112.5 MHz以上的唯一频率。例如,125 MHz(CLK0)、130 MHz(CLK1)和150 MHz(CLK2)是不允许的。两个PLL都锁定到同一个源(XTAL)。第二阶段输入处的交叉点开关允许任何MultiSynth分频器连接到PLLA或PLLB。这种灵活的合成架构允许任何输出生成同步或非同步时钟,无论是否具有扩展频谱,并且具有在每个输出上生成非

整数相关时钟频率的灵活性。通过在MultiSynth的输出端应用R分频器,可以生成低至2.5 kHz的频率。所有输出驱动器生成单输出电压供应引脚(VDDO)上的CMOS电平输出,允许在输出组上选择不同的电压信号电平(1.8、2.5或3.3 V)。可以通过移动标记为VDDO SEL的SMD跳线到适当位置(3V3或EXT)来选择输出电压电平。如果选择3V3,则VDDO由板供应。否则,必须将外部电源连接到电压电平供应引脚。此Click板™使用I2C通信接口,只能在3.3V逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,该Click板™配备了一个包含函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

Clock Gen Click top side image
Clock Gen Click bottom side 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

NC
NC
AN
NC
NC
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
PB2
SCL
I2C Data
PB3
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Clock Gen 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 Clock Gen Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • clockgen_set_frequency - 此函数设置时钟分频器

  • clockgen_setup_pll - 此函数设置锁相环(PLL)

  • clockgen_setup_multisyinth - 此函数在特定时钟上设置时钟频率

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 ClockGen Click example
 * 
 * # Description
 * Clock Gen Click represent a replacement for crystals, crystal oscillators, VCXOs, phase-locked 
 * loops (PLLs), and fanout buffers. This click features an I2C configurable clock generator 
 * based on a PLL + high resolution MultiSynth fractional divider architecture which can generate
 * any frequency up to 200 MHz with 0 ppm error. The chip on click is capable of generating 
 * synchronous or free-running non-integer related clock frequencies at each of its outputs 
 * (CLK0, CLK1, and CLK2), enabling one device to synthesize clocks for multiple clock domains in a design.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configures device to default function that enables clock 0 and disables all others.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes 4 different frequency in span of 5 seconds.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "clockgen.h"

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

static clockgen_t clockgen;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    clockgen_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.

    clockgen_cfg_setup( &cfg );
    CLOCKGEN_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    clockgen_init( &clockgen, &cfg );

    clockgen_default_cfg( &clockgen );
    
    Delay_ms( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    clockgen_set_frequency( &clockgen, CLOCKGEN_CLOCK_0, CLOCKGEN_PLLA, 1 );
    Delay_ms( 5000 );
    clockgen_set_frequency( &clockgen, CLOCKGEN_CLOCK_0, CLOCKGEN_PLLA, 3 );
    Delay_ms( 5000 );
    clockgen_set_frequency( &clockgen, CLOCKGEN_CLOCK_0, CLOCKGEN_PLLA, 10 );
    Delay_ms( 5000 );
    clockgen_set_frequency( &clockgen, CLOCKGEN_CLOCK_0, CLOCKGEN_PLLA, 5 );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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