初学者
10 分钟

使用TPS389006和ATmega644以高精度监控多个电压水平

六通道窗口电压监控器

HW Monitor 3 Click with EasyAVR v7

已发布 12月 04, 2024

点击板

HW Monitor 3 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644

电压监测具有 SIL-3 安全合规性,非常适合医疗设备、工业机器人和电机驱动器

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

HW Monitor 3 Click基于Texas Instruments的TPS389006,这是一款六通道窗口电压监督和监控IC。该I2C可编程设备专为在低电压供电轨且容差范围严格的系统中提供精准的电压监控而设计。通过内部高精度电阻设置过压和欠压条件的阈值,在宽温度范围(-40°C至+125°C)内提供±6mV的精度。它支持具有固定窗口阈值的电压水平,细分为0.2V到1.475V范围内的5mV步进或0.8V到5.5V范围内的20mV步进。该设备还具有2.48V的欠压锁定(UVLO)功能,确保在关键条件下的稳定运行。凭借对SIL-3安全标准的合规性,该板专为需要最高可靠性和安全性的应用而定制,例如医疗设备、工业机器人、服务器开关和电机驱动器。TPS389006具有集成的强大错误检测和监控功能,表现出卓越的性能。它包括两个远程感测

引脚,用于高电流核心轨的电压测量,补偿PCB走线上的电压降。这确保了高度精确的监控,使其非常适合需要精确电源管理的系统。内置的CRC错误检查和序列记录功能可在系统上电和掉电事件期间跟踪系统状态,而集成的ADC提供实时电压读数,为错误检查提供额外的冗余。HW Monitor 3 Click使用标准的2线I2C通信协议,允许主机MCU控制TPS389006。I2C接口支持高达1MHz的时钟频率,I2C地址可通过ADDR SEL跳线选择。I2C接口提供了选择阈值、复位延迟、毛刺滤波器和引脚功能的灵活性。内部毛刺抗扰性和噪声滤波器消除了外部RC元件的需求,减少了因电源瞬态引起的错误复位。除了接口引脚外,该板还使用了来自mikroBUS™插座的几个引脚来增强其功能。EN引脚用作设备启用信号,允许在需要时激活

TPS389006。INT引脚是一个有源低开漏中断输出,当监测到的电压超出预定义的安全窗口时发出信号,提供实时关键电压偏差警报。此外,SLP引脚通过有源低信号启用低功耗睡眠模式,在设备未主动监控时优化电源效率。此外,TPS389006通过mikroBUS™插座的SYN引脚提供同步功能(跨多个设备的序列记录同步),以在电轨上升时进行标记。当EN或SLP引脚从低变高或从高变低时,序列记录功能变为活动状态,直到序列超时结束。该Click板™可以在3.3V或5V逻辑电压下运行,通过VCC SEL跳线选择。这确保了3.3V和5V兼容的MCU均可正常使用通信线路。此外,该Click板™还配备了易于使用的函数库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

HW Monitor 3 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

ATmega644

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

Sequence Logging Synchronization
PA7
AN
Device Enable
PA6
RST
ID COMM
PA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Sleep Mode Control
PD4
PWM
Interrupt
PD2
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

HW Monitor 3 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 HW Monitor 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hwmonitor3_enable_channel - 此函数启用选定的监控通道。

  • hwmonitor3_set_scaling - 此函数设置选定监控通道的缩放级别。

  • hwmonitor3_read_voltage - 此函数读取所有6个监控模拟输入通道的电压值。

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 HW Monitor 3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of HW Monitor 3 click board by reading and
 * displaying the voltage level from 6 analog input channels.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the voltage level from all 6 analog input channels and displays
 * the results on the USB UART once per second approximately.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hwmonitor3.h"

static hwmonitor3_t hwmonitor3;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hwmonitor3_cfg_t hwmonitor3_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.
    hwmonitor3_cfg_setup( &hwmonitor3_cfg );
    HWMONITOR3_MAP_MIKROBUS( hwmonitor3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == hwmonitor3_init( &hwmonitor3, &hwmonitor3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HWMONITOR3_ERROR == hwmonitor3_default_cfg ( &hwmonitor3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    hwmonitor3_ch_mon_t ch_mon;
    if ( HWMONITOR3_OK == hwmonitor3_read_voltage ( &hwmonitor3, &ch_mon ) )
    {
        log_printf ( &logger, " CH1: %.3f V\r\n", ch_mon.ch1_v );
        log_printf ( &logger, " CH2: %.3f V\r\n", ch_mon.ch2_v );
        log_printf ( &logger, " CH3: %.3f V\r\n", ch_mon.ch3_v );
        log_printf ( &logger, " CH4: %.3f V\r\n", ch_mon.ch4_v );
        log_printf ( &logger, " CH5: %.3f V\r\n", ch_mon.ch5_v );
        log_printf ( &logger, " CH6: %.3f V\r\n\n", ch_mon.ch6_v );
    }
    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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