设计并开发一个波形发生器,以生成特定的波形来模拟传感器输入,用于测试和验证目的。
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硬件概览
它是如何工作的?
Waveform 3 Click基于AD9837,这是一款完全集成的直接数字合成(DDS)设备,能够产生高性能的正弦波和三角波输出,由Analog Devices提供。它还具有一个内部比较器,允许生成用于时钟生成的方波。凭借28位宽的频率寄存器,输出频率和相位可以通过软件编程,便于调节。AD9837能够在数字域中完全实现广泛的复杂和简单调制方案,允许使用DSP技术准确和精确地实现复杂的调制算法。AD9837的内部电路包括数控振荡器(NCO)、频率和相位调制器、SIN ROM、DAC、比较器和调节器。此
外,它还具有一个高性能的板载16MHz修整通用振荡器,可以作为AD9837的主时钟,实现0.06Hz的分辨率。AD9837提供多种输出,可以从板载输出SMA连接器获得。AD9837的各种输出选项(正弦波、三角波和方波)使这款Click板™适用于各种应用,包括调制应用。它也非常适合信号发生器应用,并且由于其低电流消耗,它也适用于可以作为本地振荡器的应用。Waveform 3 Click通过与标准SPI、QSPI™、MICROWIRE™和DSP接口标准兼容的3线SPI串行接口与MCU通信,工作
时钟速率可达40MHz。此外,它还具有额外功能,如可编程睡眠功能,允许外部控制电源关闭模式和复位功能,将相应的内部寄存器重置为0以提供中间量级的模拟输出。需要注意的是,复位功能不会重置相位、频率或控制寄存器。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。然而,该Click板™配有包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
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
“仔细看看!”
Click board™ 原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:
Application Output
- 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。
UART Terminal
- 通过UART终端使用USB to UART converter监控数据有关详细说明,请查看本教程。
软件支持
库描述
该库包含 Waveform 3 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
waveform3_cfg_setup
- 配置对象初始化函数。waveform3_init
- 初始化函数。waveform3_default_cfg
- Click 默认配置函数。
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 Waveform3 Click example
*
* # Description
* This demo app shows the basic capabilities of Waveform 3
* click board. First, the sinusoidal wave is incremented
* to targeted frequency for visually pleasing introduction
* after which it changes between 4 modes of output.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Application initializes the UART LOG and SPI drivers,
* resets the device and sets frequency and phase shift to
* default values. In the end, the mode is set with the
* preferred freq and phase channel.
*
* ## Application Task
* Task commences with the start frequency rising up to
* the targeted one. When it reaches desired frequency,
* the mode changes every 5 seconds which includes:
* sinusoidal, triangular, DAC divided by 2 and DAC
* outputs respectively.
*
* *note:*
* Waveform 3 click might not provide a high enough peak to peak signal on higher frequencies.
* The user can freely implement custom buffer for the output stage.
* Special thanks to my esteemed co-worker Nenad Filipovic for support during firmware development.
*
* @author Stefan Nikolic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "waveform3.h"
static waveform3_t waveform3;
static log_t logger;
static uint32_t start_frequency = 100;
static uint32_t rising_factor = 10;
static uint32_t target_frequency = 10000;
void application_init ( void ) {
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
waveform3_cfg_t waveform3_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.
waveform3_cfg_setup( &waveform3_cfg );
WAVEFORM3_MAP_MIKROBUS( waveform3_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = waveform3_init( &waveform3, &waveform3_cfg );
if ( init_flag == SPI_MASTER_ERROR ) {
log_error( &logger, " Application Init Error. " );
log_info( &logger, " Please, run program again... " );
for ( ; ; );
}
waveform3_default_cfg( &waveform3 );
Delay_ms( 500 );
log_info( &logger, " Application Task " );
waveform3_set_mode( &waveform3, WAVEFORM3_CFG_MODE_SINUSOIDAL, WAVEFORM3_CFG_FREQ_REG0, WAVEFORM3_CFG_PHASE_REG0 );
}
void application_task ( void ) {
uint8_t cfg_mode_switch;
if ( start_frequency < target_frequency ) {
if ( start_frequency / rising_factor < 100 ) {
start_frequency += rising_factor;
waveform3_set_freq( &waveform3, start_frequency, WAVEFORM3_CFG_FREQ_REG0 );
Delay_ms( 5 );
} else {
rising_factor += 10;
}
} else {
for ( cfg_mode_switch = 0 ; cfg_mode_switch < 4 ; cfg_mode_switch++ ) {
waveform3_set_mode( &waveform3, cfg_mode_switch, WAVEFORM3_CFG_FREQ_REG0, WAVEFORM3_CFG_PHASE_REG0 );
Delay_ms( 5000 );
}
}
}
void main ( void ) {
application_init( );
for ( ; ; ) {
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END