初学者
10 分钟

使用TCAL9538和ATmega644P扩展系统中的输入/输出(I/O)引脚数量

Click Snap外形的8位I2C总线I/O扩展器

Expand 19 Click with EasyAVR v7

已发布 9月 24, 2024

点击板

Expand 19 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644P

为各种应用添加额外的通用I/O引脚

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Expand 19 Click基于德州仪器的TCAL9538,这是一款8位I2C总线I/O扩展器。该Click板™为需要额外输入/输出线的应用提供了简单的解决方案,如控制开关、传感器、按钮、LED等。TCAL9538工作在3.3V,通过标准的两线I2C通信协议轻松集成到现有系统中。TCAL9538的核心是8位数据寄存器,允许用户将I/O引脚配置为输入或输出。上电或软件复位后,所有I/O默认设置为输入,但可以通过主微控制器通过配置寄存器重新配置。每个引脚的数据存储在专用的输入端口或输出端口寄存器中,主MCU可以读取。此外,通过极性反转寄存器可以调整输入端口的极性,为设计和信号解释提供灵活性。此Click板™采用独特

设计,支持MIKROE推出的“Click Snap”功能。与标准版Click板不同,该功能允许通过断开PCB使主传感器区域变为可移动状态,开辟了许多新的实现可能性。得益于Snap功能,TCAL9538可以通过直接访问标记为1-8的引脚自主运行。此外,Snap部分包含指定和固定的螺钉孔位置,允许用户将Snap板固定在所需位置。TCAL9538的一个关键功能是其Agile I/O功能,增强了I/O端口的性能。这包括可配置的输出驱动强度、可编程的上拉和下拉电阻、可锁存的输入以及可屏蔽的中断。该设备还提供可编程的开漏或推挽输出模式,使其适应各种应用需求。这些Agile I/O功能为优化设计中的功耗、速度和电磁干扰(EMI)提供了

灵活性。Expand 19 Click使用I2C接口,时钟速度高达1MHz,确保与主MCU的快速高效通信。I2C地址可以通过板载跳线轻松配置,允许多个设备在同一总线上共存。此外,该板配有中断(INT)引脚,任何输入端口状态发生变化时触发,确保对外部事件的实时响应;还包括复位(RST)引脚,用于电源循环,将设备恢复到默认状态,确保在意外问题时可靠运行和易于恢复。此Click板™只能在3.3V逻辑电平下运行。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平转换。此外,该Click板™还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Expand 19 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
Reset
PA6
RST
ID COMM
PA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PD2
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

Expand 19 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
MCU DIP 40 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 Expand 19 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • expand19_set_pin_direction - 此函数设置选定引脚的方向。

  • expand19_set_all_pins_value - 此函数设置所有输出引脚的值。

  • expand19_read_port_value - 此函数读取所有输入引脚的值。

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 Expand 19 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Expand 19 click board by setting and
 * reading the port state.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration which sets 
 * the pins 0-3 as output and others as input with pull-up enabled.
 *
 * ## Application Task
 * Sets the output pins and then reads the status of all pins and 
 * displays the results on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "expand19.h"

static expand19_t expand19;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    expand19_cfg_t expand19_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.
    expand19_cfg_setup( &expand19_cfg );
    EXPAND19_MAP_MIKROBUS( expand19_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == expand19_init( &expand19, &expand19_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( EXPAND19_ERROR == expand19_default_cfg ( &expand19 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t port_value = 0;
    for ( uint16_t pin_num = EXPAND19_PIN_0_MASK; pin_num <= EXPAND19_PIN_3_MASK; pin_num <<= 1 )
    {
        expand19_set_all_pins_value( &expand19, pin_num );
        
        expand19_read_port_value( &expand19, &port_value );
        log_printf( &logger, " Port status: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) port_value );
        
        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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