中级
30 分钟

使用LTC4306和MK64FN1M0VDC12优化I2C通信并确保数据交换顺畅

终极I2C多路复用解决方案

I2C MUX 5 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 26, 2024

点击板

I2C MUX 5 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

通过利用此解决方案轻松切换I2C设备,提高项目效率,简化调试、测试和定制过程。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C MUX 5 Click基于LTC4306,这是一款4通道、2线总线多路复用器,带有总线缓冲器,可提供上游和下游总线之间的电容隔离,由Analog Devices提供。多路复用允许地址扩展以及解决多个相同设备的地址冲突问题。通过软件控制,LTC4306将I2C总线分成四个子分支,并将上游2线总线连接到任意组合的下游总线。它兼容I2C和SMBus标准,具有可编程的断开故障总线功能,并提供四个用于故障报告的警报输入和两个可配置为输入、开漏或推挽输出的GPIO引脚。I2C MUX 5 Click使用标准的I2C 2线接口与MCU通信,频率高达400kHz。它还具有三个地址引脚(A0、A1和

A2,提供27个特定地址),由用户通过板载标记为ADDR SEL的SMD跳线编程,以确定所选从地址的最后三位LSB值,从而选择从地址的LSB值。除了I2C通信外,此Click板™还具有多个附加功能,如接口使能、故障警报和连接就绪功能。故障警报引脚标记为ALR,并连接到mikroBUS™插槽的INT引脚,当发生故障时会拉低以警告MCU。当四个警报输入引脚中的任何一个为低或2线总线卡住为低时,此引脚将被拉低,并通过标记为ALERT的红色LED显示其功能。使能引脚标记为EN,并连接到mikroBUS™插槽的CS引脚,用于打开或关闭与LTC4306的I2C通信;连接就绪引脚标记为

RDY,并连接到mikroBUS™插槽的AN引脚,用作连接就绪输出。当没有下游通道连接到上游总线时,此引脚被拉低,当一个或多个下游通道连接到上游总线时,此引脚被关闭。LTC4306可选提供两个通用输入/输出引脚(GPIO),可配置为逻辑输入、开漏输出或推挽输出。这些引脚还连接到两个绿色LED,分别为LD3和LD2,当GP1和GP2引脚为低时,分别点亮。这款Click板™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压水平。这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,这款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 MUX 5 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

Transmission Ready Indicators
PB2
AN
NC
NC
RST
Interface Enable
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Fault Alert
PB13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

I2C MUX 5 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
Micro B Connector Clicker 2 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 MUX 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cmux5_generic_write - I2C MUX 5 I2C写入功能

  • i2cmux5_generic_read - I2C MUX 5 I2C读取功能

  • i2cmux5_channel_read_byte - I2C MUX 5 I2C通道读取功能

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 I2cMux5 Click example
 *
 * # Description
 * This app reads "Who am I" and "Status" register of the connected click boards
 * to the I2C MUX 5 click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes I2C driver, set the default configuration and start to write log.
 *
 * ## Application Task
 * This is an example that demonstrates the use of the I2C MUX 5 click board.
 * In this example, we read "Who am I" ( or "Status" ) register
 * of the connected click boards to the I2C MUX 5 click.
 * Channel 1 : 6DOF IMU 9 click  [slave address: 0x69; reg: 0x75; ID val.: 0xA9],
 * Channel 2 : 6DOF IMU 11 click [slave address: 0x0E; reg: 0x00; ID val.: 0x2D],
 * Channel 3 : RTC 10 click      [slave address: 0x68; reg: 0x0F; St val.: 0x88],
 * Channel 4 : Accel 10 click    [slave address: 0x18; reg: 0x0F; ID val.: 0x44].
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cmux5.h"

static i2cmux5_t i2cmux5;
static log_t logger;
static uint8_t rx_data;


void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;          /**< Logger config object. */
    i2cmux5_cfg_t i2cmux5_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_printf( &logger, "\r\n" );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.

    i2cmux5_cfg_setup( &i2cmux5_cfg );
    I2CMUX5_MAP_MIKROBUS( i2cmux5_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = i2cmux5_init( &i2cmux5, &i2cmux5_cfg );
    if ( init_flag == I2C_MASTER_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    i2cmux5_default_cfg ( &i2cmux5 );
    log_info( &logger, " Application Task \r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
    log_printf( &logger, "-------------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "        I2C MUX 5 click        \r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------------\r\n" );
    
}

void application_task ( void ) {   
    
    rx_data = i2cmux5_channel_read_byte( &i2cmux5, I2CMUX5_CH_1, I2CMUX5_SET_6DOF_IMU_9_ADDR, 0x75 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " CH-1 6DOF IMU 9 click  : 0x%X \r\n", ( uint16_t )rx_data );
    
    rx_data = i2cmux5_channel_read_byte( &i2cmux5, I2CMUX5_CH_2, I2CMUX5_SET_6DOF_IMU_11_ADDR, 0x00 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " CH-2 6DOF IMU 11 click : 0x%X \r\n", ( uint16_t )rx_data );
    
    rx_data = i2cmux5_channel_read_byte( &i2cmux5, I2CMUX5_CH_3, I2CMUX5_SET_RTC_10_ADDR, 0x0F ); 
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " CH-3 RTC 10 click      : 0x%X \r\n", ( uint16_t )rx_data ); 
    
    rx_data = i2cmux5_channel_read_byte( &i2cmux5, I2CMUX5_CH_4, I2CMUX5_SET_ACCEL_10_ADDR, 0x0F );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " CH-4 Accel 10 click    : 0x%X \r\n", ( uint16_t )rx_data );
    log_printf( &logger, "-------------------------------\r\n" );
        
    i2cmux5_hw_reset( &i2cmux5 );
    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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