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30 分钟

使用PCA9615和MK64FN1M0VDC12体验长距离无缝I2C通信

扩展,连接,繁荣:您的I2C总线扩展解决方案!

I2C Extend 2 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

I2C Extend 2 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

通过我们的总线扩展解决方案,轻松扩展您的 I2C 启用项目的可能性,该解决方案旨在简化远程传感器、显示器和控制设备的集成。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C Extend 2 Click 基于 NXP Semiconductor 的 PCA9615,这是一款快速模式加 (FM+) I2C 总线缓冲器,可在电气噪声环境中扩展单端 I2C 总线。它由两个用于 SCL(串行时钟)和 SDA(串行数据)的单端到差分驱动通道组成。通过相同 I2C 总线缓冲器之间的差分传输线,当信号穿过不同的电压域(如高能量电源和电动机)时,可以消除电噪声和共模偏移。这些信号可以在较低时钟速度下达到 3 米或更长的距离,同时通过板载 RJ-45 连接器通过以太网电缆(双绞线传输线电缆)保持信号完整性。PCA9615 将默认的 I2C 信号转换为四个差分信号,两个用于 SCL,两个用于 SDA。信

号方向由 I2C 协议确定,这意味着它不需要方向信号,因为这些总线缓冲器会自动设置信号流方向。额外的电路使得 PCA9615 可以用于“热插拔”应用,其中系统始终开启,但需要插入或移除模块或卡而不干扰现有信号。由于 I2C 总线侧的电源电压可能与外部 I2C 总线侧不同,因此有两个电源引脚和公共地。第一个是通过 VCC SEL 跳线选择的标准 I2C 总线侧电源,另一个是通过 VDD SEL 跳线确定的电路主要电源。I2C Extend 2 Click 使用标准 I2C 接口与 MCU 通信,在标准模式下频率最高为 100kHz,在快速模式下频率最高为 400kHz,在快速模式加 (FM+) 下频率最高为 1MHz。用

户必须小心不要超载驱动器的电流额定值,标准和快速模式为 3mA,快速模式加 (FM+) 为 30mA。此外,该 Click 板™ 具有一个使能引脚,路由到 mikroBUS™ 插座的 CS 引脚,标记为 EN,用于关闭总线缓冲器,对于故障查找、上电排序或通过隔离不需要的部分重新配置总线系统非常有用。该 Click 板™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都能正确使用通信线路。此外,该 Click 板™ 配备了包含易于使用的函数库和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

I2C Extend 2 Click top side image
I2C Extend 2 Click bottom side 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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Enable
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
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 Extend 2 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

该库包含 I2C Extend 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cextend2_rmt_write - 远程模式下的通用数据写入功能

  • i2cextend2_rmt_read - 远程模式下的通用数据读取功能

  • i2cextend2_enable - 启用扩展功能

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 I2CExtend2 Click example
 *
 * # Description
 * This is an example which demonstrates the use of I2C Extend 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver enables - I2C,
 * check communication with device 6DOF IMU 11 Click
 * connected to the I2C Extend 2 Click ( Remote Mode ),
 * set default configuration and start measurement.
 *
 * ## Application Task
 * In this example, we read Accel and Mag axis of the connected
 * 6DOF IMU 11 Click boards to the I2C Extend 2 Click ( Remote Mode )
 * which is connected by a LAN cable to I2C Extend 2 Click ( Local Mode ).
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs write on USB uart changes for every 2 sec.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cextend2.h"

static i2cextend2_t i2cextend2;
static log_t logger;
int16_t axis;

void i2cextend2_6dofimu11_get_axis ( i2cextend2_t *ctx, uint8_t axis_out_reg ) 
{
    uint16_t rx_val = 0;

    rx_val = i2cextend2_rmt_read( ctx, axis_out_reg + 1 );
    rx_val <<= 8;
    rx_val |= i2cextend2_rmt_read( ctx, axis_out_reg );

    axis = ( int16_t ) rx_val;
}

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    i2cextend2_cfg_t i2cextend2_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.
    i2cextend2_cfg_setup( &i2cextend2_cfg );
    I2CEXTEND2_MAP_MIKROBUS( i2cextend2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == i2cextend2_init( &i2cextend2, &i2cextend2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }

    i2cextend2_enable( &i2cextend2, I2CEXTEND2_EXTEND_ENABLE );

    if ( C6DOFIMU11_WHO_AM_I_WIA_ID == i2cextend2_rmt_read( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_WHO_AM_I ) ) 
    {
        log_printf( &logger, "        SUCCESS         \r\n" );
        log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    } 
    else 
    {
        log_printf( &logger, "         ERROR          \r\n" );
        log_printf( &logger, "    Reset the device    \r\n" );
        log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
        for ( ; ; );
    }
    i2cextend2_rmt_write ( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_CNTL2, C6DOFIMU11_CNTL2_TEMP_EN_STANDBY_MODE |
                                                              C6DOFIMU11_CNTL2_MAG_EN_STANDBY_MODE |
                                                              C6DOFIMU11_CNTL2_ACCEL_EN_STANDBY_MODE );

    i2cextend2_rmt_write ( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_INC3, C6DOFIMU11_INC3_IEL2_FIFO_TRIG |
                                                             C6DOFIMU11_INC3_IEL1_FIFO_TRIG );

    i2cextend2_rmt_write ( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_CNTL2, C6DOFIMU11_CNTL2_GSEL_8G |
                                                              C6DOFIMU11_CNTL2_RES_MAX2 |
                                                              C6DOFIMU11_CNTL2_MAG_EN_OPERATING_MODE |
                                                              C6DOFIMU11_CNTL2_ACCEL_EN_OPERATING_MODE );
    Delay_ms ( 100 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf( &logger, "\t   Accel   \t|\t    Mag    \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------------------------------------\r\n" );

    i2cextend2_6dofimu11_get_axis( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_ACCEL_XOUT_L );
    log_printf( &logger, "\t Accel X: %d\t|", axis );
    i2cextend2_6dofimu11_get_axis( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_MAG_XOUT_L );
    log_printf( &logger, "\t Mag X: %d\r\n", axis );

    i2cextend2_6dofimu11_get_axis( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_ACCEL_YOUT_L );
    log_printf( &logger, "\t Accel Y: %d\t|", axis );
    i2cextend2_6dofimu11_get_axis( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_MAG_YOUT_L );
    log_printf( &logger, "\t Mag Y: %d\r\n", axis );

    i2cextend2_6dofimu11_get_axis( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_ACCEL_ZOUT_L );
    log_printf( &logger, "\t Accel Z: %d\t|", axis );
    i2cextend2_6dofimu11_get_axis( &i2cextend2, C6DOFIMU11_REG_MAG_ZOUT_L );
    log_printf( &logger, "\t Mag Z: %d\r\n", axis );

    log_printf( &logger, "------------------------------------------------\r\n" );
    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

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