中级
30 分钟

使用CS2200-CP和ATmega644P掌握精确计时的艺术

时钟频率合成器

Clock Gen 4 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

Clock Gen 4 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644P

将先进的时钟发生器集成到您的解决方案中,见证时序控制的转型影响。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Clock Gen 4 Click基于Cirrus Logic的CS2200-CP,这是一个由Delta-Sigma分数-N频率合成器组成的模拟PLL架构。Delta-Sigma分数-N频率合成器具有高分辨率的输入/输出时钟比率,低相位噪声,广泛的输出频率范围,并且能够快速调谐到新频率。该频率合成器将时序参考时钟乘以N的值,以在标记为PLL Clock的连接器上生成稳定且低抖动的PLL时钟。此Click board™还有另一个标记为AUX Clock的连接器,根据寄存器配置输出输入/输出时钟之一的缓冲版本或状态信号。基于模拟PLL的频率合成器将低抖动的时序参考时钟用作内部电压控制振荡器

(VCO)的时间和相位参考。相位比较器将分数-N分频的时钟与原始时序参考进行比较,并生成由内部环路滤波器滤波的控制信号,以生成VCO的控制电压,从而设置其输出频率。Delta-Sigma调制器调制环路整数除法比,以获得参考时钟与VCO输出之间所需的分数比。这样可以在不使用外部滤波器元件的情况下,实现对各种输出频率的快速锁定时间。Clock Gen 4 Click提供了使用I2C和SPI接口的可能性,其中I2C通信的最大频率为100kHz,SPI通信的最大频率为6MHz。选择可以通过将标有COMM SEL的SMD跳线放置在适当位置来执行。请注意,所

有跳线必须放置在同一侧,否则Click board™可能会变得无响应。在选择I2C接口时,CS2200-CP允许选择其I2C从地址的最低有效位(LSB)。这可以通过使用标记为ADDR SEL的SMD跳线来完成。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压电平操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。但是,Click board™配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Clock Gen 4 Click top side image
Clock Gen 4 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

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

64

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

4096

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PA5
CS
SPI Clock
PB7
SCK
SPI Data OUT
PB6
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC0
SCL
I2C Data
PC1
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Clock Gen 4 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 Clock Gen 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • clockgen4_dev_ctl - 该函数用于写入设备控制寄存器以应用设置。

  • clockgen4_dev_cfg - 该函数用于写入设备配置1寄存器以应用设置。

  • clockgen4_set_ratio - 该函数用于设置输出信号与输入时钟之间的比率。

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 main.c
 * @brief ClockGen4 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Clock Gen 4 click which is based on CS2200-CP for changing the channel clock. The CS2200-CP is an extremely 
 * versatile system clocking device that utilizes a programmable phase lock loop. The CS2200-CP is based on an analog PLL architecture and this 
 * architecture allows for frequency synthesis and clock generation from a stable reference clock. The CS2200-CP supports both I²C and SPI for full software control.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes I2C and SPI, sets CS pin as output and starts to write log, applies default settings and adjusted ratio to obtain a frequency.
 *
 * ## Application Task
 * Clock Gen 4 click is used in this example to generate and change the clock on the output channel.
 *
 * @author Jelena Milosavljevic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "clockgen4.h"

static clockgen4_t clockgen4;
static log_t logger;

uint8_t com_itfc = 0;

void application_init ( void ){
    log_cfg_t log_cfg;                     /**< Logger config object. */
    clockgen4_cfg_t clockgen4_cfg;         /**< Click config object. */

    /** 
     * 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 " );
    
    Delay_ms ( 100 );
    log_printf( &logger, "---------------------" );
    log_printf( &logger, "  Clock Gen 4 Click  " );
    log_printf( &logger, "---------------------" );
    
    // Click initialization.
    clockgen4_cfg_setup( &clockgen4_cfg );
    CLOCKGEN4_MAP_MIKROBUS( clockgen4_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = clockgen4_init( &clockgen4, &clockgen4_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    clockgen4_default_cfg ( &clockgen4 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void ){
    clockgen4_dev_ctl ( &clockgen4, CLOCKGEN4_AUX_OUT_DIS | CLOCKGEN4_CLK_OUT_EN );
    log_printf( &logger, "  PLL Clock          \r\n" );
    log_printf( &logger, "  output enabled!    \r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    clockgen4_dev_ctl ( &clockgen4, CLOCKGEN4_AUX_OUT_EN | CLOCKGEN4_CLK_OUT_DIS );
    log_printf( &logger, "  AUX Clock          \r\n" );
    log_printf( &logger, "  output enabled!    \r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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