中级
30 分钟

确保使用ICL3221和ATmega644P实现可靠且无干扰的数据交换

您的数据守护者:终极安全的UART到RS232桥接器

RS232 Isolator 2 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

RS232 Isolator 2 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644P

我们的隔离创新简化了安全数据传输,提供了一个易于使用的桥梁,实现UART到RS232连接,同时提供安全可靠的通信通道。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS232 Isolator 2 Click基于Renesas的ICL3221,这是一款3.3V供电的RS232发射器/接收器,其RS232引脚提供±15kV ESD保护。它具有自动断电功能,当RS232电缆移除时自动节省系统电力,并在有效的RS232电压应用于任何接收器输入时重新上电。即使在最差的负载条件下,它也能确保数据速率超过250kbps。此Click板™采用PS9121,使用Renesas的光耦合高速低电平隔离器,包含输入端的GaAlAs LED、输出端的光电二极管和信号处理电路,额定隔离电压为3.75kV,数据速率高达15Mbps。

RS232收发器ICL3221的数据速率为250kbps,工作电压为3.0V至3.6V,外部电源通过板右侧的电源接头供电。除光耦器外,Toshiba Semiconductor的TC7SZ125FU逻辑缓冲器用于驱动所需的LED电流,这通常不能由低功耗MCU或RS232接收器输出提供。ICL3221通过UART接口与MCU通信,默认波特率为115200bps,用于数据传输。它还配备了标准的DB-9连接器,使得RS232接口变得简单易用。标记为INVALID的红色二极管指示器表明是否存在有效的RS232信号。当任何

接收器输入存在有效的RS232信号时,该二极管指示。当接口电缆从DB-9连接器断开并且所有接收器输入浮动时,ICL3221通过点亮LED检测无效电平。重新连接电缆会恢复接收器输入的有效电平,二极管熄灭,电源管理逻辑唤醒接口块。此Click板™只能在3.3V逻辑电压电平下操作。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。此外,它配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

RS232 Isolator 2 Click hardware overview 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

你完善了我!

配件

DB9母对母(2米)电缆对于在设备之间建立可靠的串行数据连接至关重要。此电缆两端均为DB9母连接器,可在各种设备之间建立无缝链接,如计算机、路由器、交换机和其他串行设备。长度为2米,为您的设置提供灵活性,同时不影响数据传输质量。精心制造,此电缆确保一致且可靠的数据交换,非常适合工业应用、办公室环境和家庭设置。无论是配置网络设备、访问控制台端口,还是使用串行外设,此电缆的耐用结构和坚固连接器都能保证稳定连接。使用2米DB9母对母电缆简化您的数据通信需求,这是一种设计高效、易于满足您串行连接要求的解决方案。

RS232 Isolator 2 Click accessories image

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
UART TX
PD1
TX
UART RX
PD0
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RS232 Isolator 2 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 RS232 Isolator 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rs232isolator2_generic_write - RS232 Isolator 2 数据写入函数。

  • rs232isolator2_generic_read - RS232 Isolator 2 数据读取函数。

  • rs232isolator2_send_data - RS232 Isolator 2 数据发送函数。

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 main.c
 * @brief RS232 Isolator 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This library contains API for RS 232 Isolator 2 Click driver.
 * This example transmits/receives and processes data from RS 232 Isolator 2 clicks.
 * The library initializes and defines the UART bus drivers 
 * to transmit or receive data. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver and wake-up module.
 *
 * ## Application Task
 * Transmitter/Receiver task depend on uncommented code.
 * Receiver logging each received byte to the UART for data logging,
 * while transmitted send messages every 2 seconds.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void rs232isolator2_clear_app_buf ( void ) - Function clears memory of app_buf.
 * - static err_t rs232isolator2_process ( void ) - The general process of collecting presponce
 *   that a module sends.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs232isolator2.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

#define TRANSMITTER
// #define RECIEVER

static rs232isolator2_t rs232isolator2;
static log_t logger;

static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static int32_t app_buf_cnt = 0;
unsigned char demo_message[ 9 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13, 10, 0 };

/**
 * @brief RS 232 Isolator 2 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset it's length and counter.
 * @note None.
 */
static void rs232isolator2_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief RS 232 Isolator 2 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concats data to application buffer.
 *
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 *         @li @c -2 - Application buffer overflow.
 *
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t rs232isolator2_process ( void );

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rs232isolator2_cfg_t rs232isolator2_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 " );

    // Click initialization.

    rs232isolator2_cfg_setup( &rs232isolator2_cfg );
    RS232ISOLATOR2_MAP_MIKROBUS( rs232isolator2_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = rs232isolator2_init( &rs232isolator2, &rs232isolator2_cfg );
    if ( init_flag == UART_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
    log_info( &logger, " Application Task " );
    
    #ifdef TRANSMITTER
    
        log_printf( &logger, "    Send data:    \r\n" );
        log_printf( &logger, "      mikroE      \r\n" );
        log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
        log_printf( &logger, "  Transmit data   \r\n" );
        Delay_ms ( 1000 );

    #endif
        
    #ifdef RECIEVER

        log_printf( &logger, "   Receive data  \r\n" );
        Delay_ms ( 1000 ); 
        Delay_ms ( 1000 );
    
    #endif
        
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
}

void application_task ( void ) {
    
    #ifdef TRANSMITTER
    
    rs232isolator2_send_data( &rs232isolator2, demo_message );
    log_printf( &logger, "%s", demo_message );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );    
    
    #endif
    
    #ifdef RECIEVER
    
    rs232isolator2_process( );

    if ( app_buf_len > 0 ) {
        log_printf( &logger, "%s", app_buf );
        rs232isolator2_clear_app_buf(  );
    }
    
    #endif
}

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;
}

static void rs232isolator2_clear_app_buf ( void ) {
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
}

static err_t rs232isolator2_process ( void ) {
    int32_t rx_size;
    char rx_buff[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };

    rx_size = rs232isolator2_generic_read( &rs232isolator2, rx_buff, PROCESS_BUFFER_SIZE );

    if ( rx_size > 0 ) {
        int32_t buf_cnt = 0;

        if ( app_buf_len + rx_size >= PROCESS_BUFFER_SIZE ) {
            rs232isolator2_clear_app_buf(  );
            return RS232ISOLATOR2_ERROR;
        } else {
            buf_cnt = app_buf_len;
            app_buf_len += rx_size;
        }

        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) {
            if ( rx_buff[ rx_cnt ] != 0 ) {
                app_buf[ ( buf_cnt + rx_cnt ) ] = rx_buff[ rx_cnt ];
            } else {
                app_buf_len--;
            }

        }
        return RS232ISOLATOR2_OK;
    }
    return RS232ISOLATOR2_ERROR;
}

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

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