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使用CPC5902和PIC32MZ1024EFH064安全隔离I2C通信,让您安心无忧

I2C数据的诺克斯堡:安全隔离,无缝通信!

I2C Isolator 3 Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 24, 2024

点击板

I2C Isolator 3 Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

我们的I2C通信隔离器解决方案可以屏蔽干扰和噪音,确保在敏感应用中实现安全可靠的通信。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C Isolator 3 Click基于CPC5902,这是IXYS集成电路部门的一款双向光隔离逻辑总线中继器。它在隔离屏障上双向缓冲两个I2C信号,并支持I2C时钟拉伸,同时提供3750Vrms的电气隔离。缓冲信号在任一侧的瞬态中断后将始终恢复到其正确值。与竞争性的磁隔离数字隔离器、变压器或电容隔离器不同,CPC5902不需要周期性时钟来维持逻辑状态。此外,它提供无干扰操作、卓越的可靠性和非常长的使用寿命。如果在每个电源侧使用不同的电源电压,它还可以作

为逻辑电平转换器,电平低至2.7V或高至5.5V。这款光耦合I2C总线中继器非常适用于以太网供电(PoE)应用,缓冲和隔离主控制器和电源设备(PSE)控制器之间的时钟和数据信号。其他应用包括电源高侧接口、I2C总线长度扩展器以及隔离信号监控和控制。广泛的工作电源范围为2.7V至5.5V,使其能够用于I2C逻辑电平转换应用。I2C Isolator 3 Click使用标准I2C 2线接口与MCU通信,支持标准和快速模式,传输速率高达400kbps。CPC5902还完全兼容频

率范围从0 Hz到500 kHz的任何单线或双线总线,对应于I2C总线的400 kbps传输速率。它还在Click板™底部有两个端子,标记为VIN和I2C,其中VIN代表中继器的B侧电源,而I2C对应于隔离的双向逻辑总线端子。此Click板™可以在3.3V或5V逻辑电压水平下工作,通过VCC SEL跳线选择。这种方式,3.3V和5V的MCU都能正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了一个包含易用函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

I2C Isolator 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有 

mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

64

RAM (字节)

524288

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
RD10
SCL
I2C Data
RD9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

I2C Isolator 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Micro B Connector Clicker Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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 I2C Isolator 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cisolator3_send_cmd - 此功能将所需命令发送到使用CPC5902连接的远程设备。

  • i2cisolator3_write_byte - 此功能将数据字节写入使用CPC5902连接的远程设备的目标8位寄存器地址。

  • i2cisolator3_read_byte - 此功能从使用CPC5902连接的远程设备的目标8位寄存器地址读取数据字节。

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 I2CIsolator3 Click example
 *
 * # Description
 * This is an example that demonstrates the use of the I2C Isolator 3 click board. In this example, we measure temperature
 * from the Thermo 20 click connected to the I2C Isolator 3 click board. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes I2C and start to write log. Initialization driver enables - I2C,
 * set I2C slave address of the Thermo 20 click, performs software reset, also write log.
 *
 * ## Application Task
 * In this example via Thermo 20 click we get the data processed by the function. When the function processes the data, we get
 * the temperature information. All data logs write on USB UART changes every 3 sec.
 *
 * Additional Functions :
 * - void calculate_temperature( ) - Calculate temperature in degrees Celsius.
 *
 * @author Jelena Milosavljevic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cisolator3.h"

static i2cisolator3_t i2cisolator3;
static log_t logger;
static float temperature;
static char log_text[ 50 ];

void calculate_temperature ( ) {
    uint16_t res_adc;
    uint8_t rx_buf[ 3 ];

    i2cisolator3_burst_read ( &i2cisolator3, I2CISOLATOR3_THERMO20_CMD_READ_ADC, rx_buf, 3 );

    res_adc = rx_buf[ 0 ];
    res_adc <<= 8;
    res_adc |= rx_buf[ 1 ];

    temperature = ( float ) res_adc;
    temperature /= 65535.0;
    temperature *= 165.0;
    temperature -= 40.0;
}

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;                         /**< Logger config object. */
    i2cisolator3_cfg_t i2cisolator3_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.
    i2cisolator3_cfg_setup( &i2cisolator3_cfg );
    I2CISOLATOR3_MAP_MIKROBUS( i2cisolator3_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = i2cisolator3_init( &i2cisolator3, &i2cisolator3_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, "  Driver Init. Done  \r\n" );
    log_printf( &logger, "  Set I2C Slave Address   \r\n" );
    log_printf( &logger, "  of the Thermo 20 click   \r\n" );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "      Software Reset      \r\n" );
    i2cisolator3_send_cmd(  &i2cisolator3, I2CISOLATOR3_THERMO20_CMD_RESET );
    Delay_ms( 100 );

    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "     Start Measuring      \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );

    log_info( &logger, " Application Task \r\n" );
}

void application_task ( void ) {
    i2cisolator3_send_cmd( &i2cisolator3, I2CISOLATOR3_THERMO20_CMD_CONVERSION );
    Delay_ms( 100 );

    calculate_temperature( );

    log_printf( &logger, "Temperature : %.2f \r\n", temperature );
    Delay_ms( 3000 );    
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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