中级
30 分钟

使用 AD5231 和 MK64FN1M0VDC12 最大化电路校准和调谐的效率。

光速校准。

DIGI POT 3 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 26, 2024

点击板

DIGI POT 3 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

用我们的数字电位器替换传统的模拟对应物,确保长期可靠性和适应性,以满足不断发展的应用需求。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DIGI POT 3 Click基于来自Analog Devices的AD5231,一个带有非易失性存储器(EEMEM)的1024位置(10位)数字电位器。如前所述,这个数字电位器具有许多功能,使它成为经典机械电位器的优选。它提供固态可靠性、高精度、额外的非易失性(NV)存储单元,最重要的是 - 它可以通过高速SPI接口由MCU进行数字控制,其引脚路由到mikroBUS™。Analog Devices Inc.提供了同一IC的几个子类型,但DIGI POT 3 click使用标记为AD5231BRUZ10的型号,意味着在电位器端点之间具有10KΩ的电阻。它的一个独特特性是,在上电后刷新其电阻器寄存器(在设备数据表中称为RDAC),从而可以在上电时恢复电阻器位置,就像机械对应物一样。电阻器位置寄存器(RDAC)不会自动写入EEMEM,因为这种类型的存储器具有有限的写入周期,这是技术本身的限制。因此,一旦位置已经确定,就可以通过命令(命令0x2 - 将RDAC设置存储到EEMEM)将其存储在EEMEM中。AD5231 IC被出厂预编程为在上电后将电阻器设置在中间位置,但可以通过使用上述命令存储自定义位置来覆盖。除了将RDAC寄存器存储到EEMEM之外,还可以存储14个更多的字,每个字长16位。这个EEMEM区域可以用于任何目的 - 查找表、其他组件的数据或系统识别信息。写

入EEMEM需要一些时间,而AD5231 IC是不响应的。此操作需要约25ms,其结束由AD5231 IC的RDY引脚发出信号,路由到mikroBUS™的INT引脚 - 标记为RDY。当从EEMEM循环读取或写入完成时,此引脚脉冲到低逻辑电平。否则,它由一个板载上拉电阻拉到高逻辑电平。有关命令和地址的完整列表,请参阅AD5231数据表。然而,MikroElektronika提供了一个包含与MIKROE编译器兼容的函数的库,可用于简化DIGI POT 3 Click编程。该库还包含一个示例应用程序,演示了其使用。此示例应用程序可用作自定义设计的参考。Click板™配有边缘螺钉端子,将Click板™连接到外部电路。它们为外部电路提供安全连接。一个小的电位器电气符号打印说明了如何正确连接这些端子:标记为A和B的输入是数字电位器的端点,而W是电阻器。最后,GND符号连接电路的地线,电位器将在其中使用。DIGI POT 3 Click允许使用单极和双极信号。正极和负极供电引脚之间的电位确定了适当的数字电位器操作的边界条件。内部正向偏置二极管夹住超出此范围的A、B和W端子的供电信号。由于该Click板™旨在用于mikroBUS™,AD5231的电源电压为+3.3V或+5V,可通过标记为VCC SEL的板载SMD跳线进行选择。这使得在0到VCC之间的电压范围内工作成为可能。通过利用额外的电路,也可以

处理双极信号,这对于将数字接口到音频源是有用的。由于mikroBUS™上没有负电源可用,因此Click板™使用MCP6022,来自Microchip的轨至轨,10 MHz的板载运算放大器,以支持双极信号的操作。它是一个非反相放大器,增益为1 - 缓冲器。几个板载SMD跳线用于引导信号,使其通过缓冲器而不是直接馈送到AD5231 IC。一个标记为信号极性的SMD跳线组用于将信号引导到适当的路线:将所有这些跳线设置为左侧位置将直接连接终端输入到AD5231 IC,允许连接范围从0到VCC的单极信号。将所有这些跳线移动到右侧位置将使输入信号经过去耦合电容和缓冲器,从而允许使用双极信号,并引入偏置VCC/2。这样,信号可以在负半周期中在VCC/2和GND之间摆动,在正半周期中在VCC/2和VCC之间摆动。然后,去耦合电容将偏移移除到W端子。这些SMD跳线应移动到左侧或右侧位置,因为将其中一些留在相反位置可能会使设备无响应。如果需要将电阻器引脚路由回mikroBUS™,AN引脚可以用作辅助电阻器输出。通过将标记为AN的适当SMD跳线移动到右侧位置,可以完全将此引脚与mikroBUS™断开连接。这不会影响输出端子上的电阻器输出的存在。

DIGI POT 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 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 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 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 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。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、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 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。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Wiper Output
PB2
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PC4
CS
SPI Clock
PC5
SCK
SPI Data OUT
PC7
MISO
SPI Data IN
PC6
MOSI
Power supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Data Ready
PB13
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

DIGI POT 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 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

软件支持

库描述

这个库包含用于 DIGI POT 3 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • digipot3_store_eemem - 此函数将16位数据存储到所需的EEMEM(非易失性)存储器位置

  • digipot3_send_command - 此函数执行所需的命令

  • digipot3_write_dac - 此函数将10位值写入DAC寄存器并确定电阻器位置

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 DigiPot3 Click example
 * 
 * # Description
 * This app get value from digital potentiometer and stored to the EEMEM memory.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes device.
 * 
 * ## Application Task  
 * Increments the wiper position by 6dB every 2 seconds. When wiper position
 * reaches the desired value (0x0200), then the wiper position be decremented by 6dB every 2 seconds, until position 
 * value reaches the new desired value (0x0002). After that the new position value will be stored to the EEMEM memory,
 * if that value does not already exist in the EEMEM memory.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "digipot3.h"

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

static digipot3_t digipot3;
static log_t logger;

uint16_t digital_value;
uint16_t eemem_value;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    digipot3_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.

    digipot3_cfg_setup( &cfg );
    DIGIPOT3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    digipot3_init( &digipot3, &cfg );

    Delay_ms ( 200 );
    
    digipot3_read_dac(  &digipot3, &digital_value );
    digipot3_read_eemem( &digipot3, DIGIPOT3_RDAC_EEMEM_LOC, &eemem_value );
    
    if ( eemem_value != digital_value )
    {
        digipot3_send_command( &digipot3, DIGIPOT3_RESTORE_EEMEM_TO_RDAC_COMM );
    }

    log_printf( &logger, "DIGI POT 3 is initialized \r\n" );
    Delay_ms ( 200 );
}

void application_task ( void )
{
    while ( digital_value < 0x0200 )
    {
        digipot3_send_command( &digipot3, DIGIPOT3_INCREMENT_RDAC_6DB_COMM );
        digipot3_read_dac( &digipot3, &digital_value );
        log_printf( &logger, "DAC value is: %u \r\n", digital_value );
        Delay_ms ( 1000 ); 
        Delay_ms ( 1000 );
    }

    while ( digital_value > 0x0002 )
    {
        digipot3_send_command( &digipot3, DIGIPOT3_DECREMENT_RDAC_6DB_COMM );
        digipot3_read_dac( &digipot3, &digital_value );
        log_printf( &logger, "DAC value is: %u \r\n", digital_value );
        Delay_ms ( 1000 ); 
        Delay_ms ( 1000 );
    }

    if ( eemem_value != digital_value )
    {
        digipot3_send_command( &digipot3, DIGIPOT3_STORE_RDAC_TO_EEMEM_COMM );
        eemem_value = digital_value;
    }
}

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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