初学者
10 分钟

使用VFC32KU和TM4C1294NCPDT以卓越的精度将频率输入转换为电压输出

将波形转换为电压:信号分析的未来

Hz To V 2 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 26, 2024

点击板

Hz To V 2 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1294NCPDT

将频率数据转换为电压信号,为信号分析和控制设定新标准。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Hz to V 2 Click基于德州仪器的VFC32KU,这是一款电压到频率和频率到电压转换器。它接受频率在200Hz到120kHz范围内的信号输入,并生成对应于输入频率的DC电压,范围从0V到10V,具有高度线性的响应。VFC32KU输出的DC电压电平通过电压分压器进一步降低,以实现MCU可接受的电平。这使得DC电压输出适合采样,或由主MCU进一步处理。指定频率范围内的输入信号可以应用于mikroBUS™上标记为FIN的PWM引脚,或应用于标记为FEXT的外部信号输入端子。这个信号通过1nF电容进行交流耦合,这意味着没有直流分量会

影响连接的源。信号输入源可以通过板载开关选择,标记为INPUT SEL。DC电压输出范围高达3.3V,可以在mikroBUS™上标记为VO的AN引脚和本Click板上标记为VOUT的输出端子上获得。使用高精度OFFSET电位器进行微调Click板™的输出。它可以通过使用偏移电位器,通过将已知频率的信号引入FEXT输入端子或PWM输入引脚来进行校准。在第一次使用Click板™之前应执行偏移校准程序,因为即使是轻微的组件容差变化也可能会影响输出值。建议在较长时间间隔后校正偏移,以补偿Click板™上被动元件的老化。VFC32KU IC需要

±15V的双电源供电。因此,这个Click板™利用另一个IC来提供所需的电压。它使用德州仪器的TPS65131,这是一款正负输出DC/DC转换器IC。这个DC/DC转换器已经被用于Boost-INV 2 click,因此已经针对此目的进行了现场测试。提供良好稳定的输出并具有充足的功率余量,它也是HZ到V 2 click的完美解决方案。为了启用转换电路,TPS65131升压转换器的EN引脚应拉到高逻辑电平。这将激活升压转换器并为VFC32KU IC提供所需的电源。这个引脚被路由到mikroBUS™的CS引脚,标记为EN。

Hz To V 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

128

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PD0
AN
NC
NC
RST
Boost Regulator Enable
PH0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Frequency Input
PL4
PWM
NC
NC
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

Hz To V 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

此库包含 Hz To V 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hztov2_en_pin - 启用点击板的函数

  • hztov2_read_voltage - 读取 ADC 数据并将其转换为电压的函数

  • hztov2_fin_set - 在 FIN 引脚设置 PWM 时钟频率的函数

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 HzToV2 Click example
 * 
 * # Description
 * This app converts input frequency to a DC voltage output.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * This function initializes and configures the logger and the click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * Sets the PWM frequency then reads the voltage from VO pin and logs all data on USB UART.
 * 
 * ## NOTE
 * In order to set PWM frequency below 1 kHz, the user will probably need to lower the main MCU clock frequency.
 *
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hztov2.h"

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

static hztov2_t hztov2;
static log_t logger;
static float voltage;
static uint32_t fin;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    hztov2_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.

    hztov2_cfg_setup( &cfg );
    HZTOV2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    hztov2_init( &hztov2, &cfg );
    hztov2_en_pin( &hztov2, 1 );
    
    fin = 10000;
    
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    if ( fin > 120000 )
        fin = 10000;
    hztov2_fin_set( &hztov2, fin );
    log_printf( &logger, "Frequency: %lu Hz \r\n", fin );
    Delay_ms( 100 );
    
    voltage = hztov2_read_voltage( &hztov2 );
    log_printf( &logger, "Voltage: %.2f V \r\n", voltage );
    
    fin += 10000;
    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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