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30 分钟

使用CD74HC4067和ATmega32在模拟多路复用中取得非凡成功

终极模拟切换解决方案

Analog MUX Click with EasyAVR v7

已发布 6月 25, 2024

点击板

Analog MUX Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega32

通过我们的16通道输入切换解决方案,在复杂系统中实现对模拟信号的精确控制,该解决方案专为各行业的高性能应用优化。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Analog MUX Click 基于德州仪器的CD74HC4067,这是一款高速CMOS逻辑16通道模拟多路复用器/解复用器。它支持3.3V和5V电源以及轨到轨操作,能够在各种应用中使用。四个控制引脚将十六个输入中的一个切换到单个输出。标记为S0、S1、S2和S3的控制引脚路由到mikroBUS™,可以由3.3V和5V MCU操作。这些引脚分别连接到mikroBUS™的RST、PWM、INT和CS引脚,而来自多路复用器的公共输出引脚连接到mikroBUS™的AN引脚。CD74HC4067 IC是一种数字控制的模拟开关,利用硅栅

CMOS技术实现与LSTTL类似的操作速度,并具有标准CMOS集成电路的低功耗。上述模拟多路复用器/解复用器控制可能在电源电压范围内变化的模拟电压。超低泄漏电流确保未被S0、S1、S2和S3引脚选择的输入信号没有干扰。低串扰还确保一个通道上的信号不受其他通道引起的干扰的影响。为了防止同时在输出端切换两个输入,采用了断开优先于连接的切换动作。这确保了IC和Click板™本身的可靠操作。Analog MUX Click 也是一个双向开关,允许任何模拟输入用作输出,反之亦然。开关具有低“导通”电阻和

低“关断”泄漏。所有输入通道都可以轻松连接到两个9极弹簧式端子块,无需使用任何其他工具,如螺丝刀。关于CD74HC4067的更多信息可以在附带的数据手册中找到。然而,该Click板™配备了一个包含易于使用的函数和用法示例的库,可以用作开发参考。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压水平。这种方式,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

Analog MUX Click top side image
Analog MUX Click bottom side image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。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。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 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。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,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,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 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。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Common Output
PA7
AN
Control pin 0
PA6
RST
Control pin 3
PA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Control pin 1
PD4
PWM
Control pin 2
PD2
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

Analog MUX Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyAVR v7 Access DIP 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 DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step 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 Analog MUX Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • analogmux_get_voltage - 通用读取电压函数

  • analogmux_set_channel - 此函数设置MUX上的活动通道

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 AnalogMUX Click example
 * 
 * # Description
 * This example showcases how to initialize, configure and use the Analog MUX click module. 
 * The click switches one of the 16 inputs to output so the adc value of that input 
 * can be read on the COM (AN) pin. The RST, PWM, CS and INT are used as control output pins. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * This function initializes and configures the logger and click modules.
 * 
 * ## Application Task  
 * This function reads ADC value and voltage from channel 0 (AN0) and shows the results 
 * on the USB UART every 2 seconds. 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "analogmux.h"

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

static analogmux_t analogmux;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    analogmux_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 );
    Delay_100ms( );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    analogmux_cfg_setup( &cfg );
    ANALOGMUX_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    analogmux_init( &analogmux, &cfg );

    analogmux_set_channel( &analogmux, ANALOGMUX_CHANNEL_0 );
    log_printf( &logger, " Channel 0 enabled\r\n" );
    log_printf( &logger, " -------------------\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t tmp;
    float val;

    tmp = analogmux_generic_read( &analogmux );
    
    log_printf( &logger, " ADC value : %u\r\n", tmp );

    val = analogmux_generic_read_voltage( &analogmux );

    log_printf( &logger, " Voltage: %.3f mV\r\n", val );
    log_printf( &logger, " -------------------\r\n" );

    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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