初学者
10 分钟

使用TSL230BR和PIC32MZ1024EFH064根据环境光强度提供脉冲序列或方波

可编程光频转换器

LightHz Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 24, 2024

点击板

LightHz Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

实现准确、高分辨率的光强度测量,适用于从基本环境光感测到粗略颜色检测的各种应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LightHz Click 基于 ams OSRAM 的 TSL230BR,这是一款可编程光到频率转换器。它结合了可配置的硅光电二极管和电流到频率转换器,无需外部组件即可实现高分辨率的光强度转换。该传感器响应范围为 320nm 到 1050nm,并针对 320nm 到 700nm 的紫外到可见光范围进行了温度补偿。设备灵敏度可在三个范围内选择,提供两个数量级的调整,而全量程输出频率可以通过四个预设值之一进行缩放,绝对容差为 5%。LightHz Click 使用其频率输出通过 mikroBUS™ 插座的 OUT 引脚与主 MCU 通信。该板带有四个标记为 MCU ON-BRD 的 SMD 跳线,允许您选择由主 MCU 控制缩放和灵敏度配置,而不是使

用板载跳线选择。后者默认设置。使用默认的 MCU  ON-BRD 选择时,灵敏度通过跳线标签为 SENSITIVITY SELECTION 的 S0 和 S1 上的两个逻辑输入控制。您可以通过组合四个可用位置选择 1x、 10x、100x 和电源关闭选项。传感器的灵敏度通过类似光圈控制的电子光圈技术调整。这样可以改变设备对给定光量的响应,从而使设备针对特定光级进行优化,同时保持输出频率范围。默认设置为 100x 选项。使用默认的 MCU ON-BRD 选择时,输出频率缩放由跳线标签为 FREQUENCY SCALING 的 S2 和 S3 上的两个逻辑输入控制。通过组合四个可用位置,您可以选择 1、2、10 和 100 的除数值。值 1 表示没

有分割,为直接输出的固定脉冲宽度脉冲列。更高的除数意味着较低的频率范围用于高分辨率测量;默认 设置为 100 值。如果您选择通过 MCU ON-BRD 跳线选择由主 MCU 控制传感器,并将其设置为 MCU,则缩放和选择的逻辑输入将在 mikroBUS™ 插座的 S0、S1、S2 和 S3 引脚上可用。组合表在我们的文档部分下方。此 Click 板™ 可以通过 PWR SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平运行。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这个 Click 板™ 配备了一个库,其中包含易于使用的功能和示例代码,可以用作进一步开发的参考。

LightHz 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

S1 Logic Input
RE4
AN
S3 Logic Input
RE5
RST
S2 Logic Input
RG9
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
S0 Logic 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

LightHz 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
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

此库包含 LightHz Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • lighthz_set_sensitivity - 此功能设置传感器的灵敏度

  • lighthz_set_frequency_scaling - 此功能设置传感器的频率缩放

  • lighthz_get_freq_pin - 此功能返回频率引脚的逻辑状态

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 LightHz Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of LightHz click board by measuring and displaying
 * the frequency of clock output signal. The higher the light intensity the higher the frequency.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and sets the sensitivity mode and frequency scaling in case
 * the onboard jumpers are set to MCU instead to ON-BRD.
 *
 * ## Application Task
 * Measures the clock output frequency using the polling method and delays. The results are being
 * sent to the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lighthz.h"

static lighthz_t lighthz;   /**< LightHz Click driver object. */
static log_t logger;        /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    lighthz_cfg_t lighthz_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.
    lighthz_cfg_setup( &lighthz_cfg );
    LIGHTHZ_MAP_MIKROBUS( lighthz_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == lighthz_init( &lighthz, &lighthz_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    lighthz_set_sensitivity ( &lighthz, LIGHTHZ_SENS_100X );
    lighthz_set_frequency_scaling ( &lighthz, LIGHTHZ_FSCALE_100 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint32_t freq_cnt = 0;
    uint16_t sample_cnt = 0;

    // Wait for the clock rising edge signal
    while ( !hal_ll_gpio_read_pin_input( &lighthz.freq.pin ) );

    // A loop for measuring the clock frequency counts. It's not an ideal implementation.
    // Here we should use an external interrupt on the clock pin rising edge and a timer interrupt
    // for the best accuracy, however, those interrupt features have not yet been implemented in the SDK. 
    while ( ( sample_cnt < LIGHTHZ_SAMPLE_COUNTS ) && ( freq_cnt < LIGHTHZ_MAX_COUNTS_PER_S ) )
    {
        // A single iteration in the loops below should take as close to 10us as possible
        // So to improve the measurement accuracy adjust the delay below for your system
        while ( hal_ll_gpio_read_pin_input( &lighthz.freq.pin ) )
        {
            freq_cnt++;
            Delay_us ( LIGHTHZ_DELAY_US );
        }
        while ( !hal_ll_gpio_read_pin_input( &lighthz.freq.pin ) )
        {
            freq_cnt++;
            Delay_us ( LIGHTHZ_DELAY_US );
        }
        sample_cnt++;
    }
    freq_cnt /= sample_cnt;

    // The higher the light intensity the higher the frequency.
    log_printf( &logger, " Frequency: %.1f Hz\r\n\n", ( float ) LIGHTHZ_MAX_COUNTS_PER_S / freq_cnt );

    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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