初学者
10 分钟

使用ISO1540和ATmega644P确保I2C数据交换的安全性

完全隔离,完全双向I2C

I2C Isolator Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

I2C Isolator Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644P

将您的工程解决方案提升到一个新的水平,采用隔离的双向 I2C 兼容通信。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C Isolator Click 基于 ISO1540,这是一款来自德州仪器(Texas Instruments)的 2.5kVrms I2C 数字隔离器。ISO1540 实现了完全隔离的 I2C 接口,支持高达 1MHz 的快速模式加速,并具有两个隔离的双向通道,用于时钟和数据线。与光耦合器相比,它在性能、尺寸和功耗方面具有优势,适用于多主机和可能出现从机时钟拉伸的应用。 通过在 MCU 侧将低电平输出电压抵消到高

于其高电平输入电压的值,实现隔离的双向通信,防止发生标准数字隔离器会出现的内部逻辑锁存。ISO1540 通过使用硅二氧化物(SiO2)屏障的德州仪器电容隔离技术,将逻辑输入和输出缓冲区隔离开来。此外,ISO1540 将双向线路内部分隔为两个单向线路,每个线路通过单通道数字隔离器 进行隔离。这样,每个通道的输出都采用开漏式,以符合 I2C 的开漏技术。当与隔离电

源一起使用时,ISO1540 可以阻挡高电压,隔离地面,并防止噪声电流进入局部地面,干扰或损坏敏感电路。这款 Click 板™可以通过 VCC1 SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 的逻辑电压级别,因此 3.3V 和 5V 兼容的 MCU 均可正确使用通信线路。该 Click 板™配备了一个库,包含易于使用的函数和一个示例代码,可用作开发参考。

I2C Isolator 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

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
PC0
SCL
I2C Data
PC1
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

I2C Isolator 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

此库包含 I2C Isolator Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cisolator_generic_write - 通用写入功能。

  • i2cisolator_generic_read - 通用读取功能。

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 I2Cisolator Click example
 * 
 * # Description
 * This is an example which demonstrates the use of I2C Isolator Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - I2C,
 * sets configuration of TMP007 sensor on IrThermo 2 click and start to write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * In this example we use IrThermo 2 click, measures the temperature with,
 * and calculate the temperature in degrees Celsius [ C ].
 * Results are being sent to the USART Terminal where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart each second.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cisolator.h"

/* Register Address */
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CONFIGURATION                       0x02
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_OBJECT_TEMPERATURE              0x03
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STATUS_MASK_AND_ENABLE       0x05

/* Commands */       
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_MODEON                           0x1000
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_ALERTEN                           0x0100
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_TRANSC                            0x0040
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_16SAMPLE                         0x0800
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STAT_ALERTEN                         0x8000
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STAT_CRTEN                            0x4000

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

static i2cisolator_t i2cisolator;
static log_t logger;
static float temperature;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void i2cisolator_get_temperature ( void )
{
    uint8_t temp_data[ 2 ];
    uint16_t temp;
    
    i2cisolator_generic_read( &i2cisolator, I2CISOLATOR_IRTHERMO2_OBJECT_TEMPERATURE, temp_data, 2 );
    
    temp = temp_data[ 0 ];
    temp <<= 8;
    temp |= temp_data[ 1 ];
    temp >>= 2;
    temperature = ( float ) temp;
    temperature *= 0.03125;
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    i2cisolator_cfg_t cfg;
    uint8_t tmp;

    /** 
     * 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.

    i2cisolator_cfg_setup( &cfg );
    I2CISOLATOR_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    i2cisolator_init( &i2cisolator, &cfg );

    log_printf( &logger, "    Driver  Initialized\r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
    
    tmp =    I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_MODEON |
                I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_ALERTEN | 
                I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_TRANSC | 
                I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_16SAMPLE;
    i2cisolator_generic_write( &i2cisolator, I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CONFIGURATION, &tmp, 1 );

    tmp =    I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STAT_ALERTEN | 
                I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STAT_CRTEN;
    i2cisolator_generic_write( &i2cisolator, I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STATUS_MASK_AND_ENABLE, &tmp, 1 );    
    
    log_printf( &logger, "       Configuration\r\n" );
    log_printf( &logger, "      IrThermo 2 Click\r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    i2cisolator_get_temperature( );   
    
    log_printf( &logger, " Temperature : %0.2f C\r\n", temperature );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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