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使用TC9400和PIC32MZ1024EFH064将电压数据转换为频率信号

信号生成重新定义:探索我们的电压到频率解决方案

V To Hz Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 27, 2024

点击板

V To Hz Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

体验信号发生方面的突破 - 我们的电压到频率解决方案将电压输入转换为精密调校的频率信号,为您提供对波形生成的前所未有的控制。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

V to Hz Click基于Microchip的TC9400,是一款电压到频率和频率到电压转换器。它接收输入电压并生成脉冲列,其频率与输入电压线性成比例关系。脉冲列出现在两个输出引脚上:完整频率引脚输出的信号脉冲率与输入电压线性相关,而半频率引脚输出的信号脉冲率等于完整频率引脚脉冲率的一半。当首次操作V to Hz Click时,需要进行校准。该点击配备了两个可变电阻,用于增益和偏移微调。在校准时需要遵循几个步骤。将10mV的输入信号应用于输入。应该调整偏移量,使输出上出现10Hz的信号。将5V的输入信号应用于输入。应该调整增益,使输出上出现10kHz的信号。V to 

Hz Click配备了输入电压端子(VOLT IN),用于连接控制电压,最高可达5V。除了在此端子上具有控制电压输入外,还可以选择由MCU生成的电压作为控制电压输入。INPUT SEL开关可设置为使用来自mikroBUS™的PWM引脚作为控制电压输入。由MCU生成的PWM信号经过板载低通滤波器滤波,以保持控制电压恒定。因此,MCU产生的PWM信号频率应至少为40 kHz。输出端子(FREQ OUT)用于输出生成的频率。有两个输出引脚连接到这个双极螺钉端子:第一个输出是完整频率输出(f),而第二个输出是生成频率的一半(f/2)。频率输出也被引导到mikroBUS™的INT引脚。为了

选择引导到INT引脚的半频率和完整频率输出,FREQ SEL SMD跳线需要切换到正确的位置。半频率和完整频率输出都通过板载电阻拉高(3.3V),这意味着生成信号的输出振幅将为3.3V。为了为TC9400提供12V,V to Hz Click采用了一个围绕MIC2606的升压转换器,这是一款来自Microchip的升压稳压器,工作频率为2MHz。这个IC通过来自mikroBUS™插槽的5V提供12V以供给TC9400。升压稳压器的EN引脚引出到mikroBUS™的CS引脚,用于启用升压稳压器的电源输出,从而有效地启用TC9400本身。EN引脚通过板载电阻拉高至高电平(3.3V)。

V To Hz 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
Boost Regulator Enable
RG9
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Input
RB3
PWM
Frequency Output
RB5
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

V To Hz 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

这个库包含 V To Hz Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • vtohz_set_duty_cycle - 通用设置 PWM 占空比

  • vtohz_pwm_stop - 停止 PWM 模块

  • vtohz_pwm_start - 启动 PWM 模块

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 VtoHz Click example
 * 
 * # Description
 * This application converts an analog voltage input signal into a pulse wave signal of a certain frequency.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init
 * Initializes driver and enables the click board. 
 * 
 * ## Application Task  
 * Alternates between different output frequencies.
 * 
 * ## Additional functions
 *  - set_output_frequency - Changing the output frequency by setting the PWM duty cycle to desired value. 
 * 
 * @note Output frequency may vary depending on the offset and gain potentiometers on board the click.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "vtohz.h"

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

static vtohz_t vtohz;
static log_t logger;

static float duty_cycle = 0.5;

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

uint16_t pwm_period;

static uint8_t set_output_frequency ( float frequency )
{
    float duty_cycle;

    if ( frequency > 10000 )
    {
        return -1;
    }
    
    duty_cycle = frequency;
    duty_cycle /= 10000;
    vtohz_set_duty_cycle( &vtohz, duty_cycle );
    vtohz_pwm_start( &vtohz );
    
    return 0;
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    vtohz_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    vtohz_cfg_setup( &cfg );
    VTOHZ_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    vtohz_init( &vtohz, &cfg );
    
    vtohz_enable ( &vtohz );
}

void application_task ( void )
{
    set_output_frequency( 1000 );        //1000 Hz output
    log_printf( &logger, "Output frequency: \t 1000 Hz\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    set_output_frequency( 2000 );        //2000 Hz output
    log_printf( &logger, "Output frequency: \t 2000 Hz\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    set_output_frequency( 5000 );        //5000 Hz output
    log_printf( &logger, "Output frequency: \t 5000 Hz\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    set_output_frequency( 10000 );       //10000 Hz output
    log_printf( &logger, "Output frequency: \t 10000 Hz\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    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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