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20 分钟

使用PCAP04和MK64FN1M0VDC12将电容转换为数字格式

电容到数字转换器 (CDC)

CDC Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

CDC Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

将电容转换为数字数据,以提高项目的准确性和控制能力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

CDC Click基于ScioSense的PCAP04电容数字转换器。它涵盖了从几飞秒到几百纳法拉的广泛电容输入范围。对PCAP04进行不同电容测量任务的配置,例如接地或浮动连接中的单个和差分传感器,非常容易。CDC Click预先组装了10pF电容器,连接到PC0 - PC5标头,以模拟电容传感器。它们作为浮动模式中的单个传感器连接。有一个GND连接器,用于将电容传感器连接到接地模式。可以连接的电容传感器的典型值在30pF至3.5nF的范围内。PCAP04具有四个通用输

入/输出引脚(PG前缀),可用作脉冲密度/脉冲宽度调制输出。PCAP04还具有RDC(电阻到数字转换器)。 RDC单元主要用于使用内部传感器和参考或使用PT1000板上的外部电阻器来测量温度。但是,您可以通过PT1和PTO连接器或任何其他电阻元件连接外部传感器。 DSP获取来自CDC和RDC过程的信息,并使其对主机MCU可用。您还可以在RT2上添加另一个温度传感器或温度参考。辅助端口(CDC Click上的PCAUX - PCA)可用于外部补偿电容或外部放电电阻

和保护端口。您可以通过焊接R7跳线进行选择。CDC Click可以使用标准的I2C或4线SPI串行接口与主机MCU进行通信。可以通过COMM SEL跳线进行选择。默认设置为I2C,支持最高100kHz的总线频率时钟。SPI时钟频率最高可达20MHz。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压电平运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

CDC 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

NC
NC
AN
ID SEL
PB11
RST
SPI Select / ID COMM
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
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

CDC 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

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。

软件支持

库描述

该库包含 CDC Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • cdc_write_config - 此函数从所选配置地址开始写入配置数据

  • cdc_send_opcode - 此函数发送所需的操作码命令字节

  • cdc_read_results - 此函数读取所有结果和状态寄存器

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 CDC Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of CDC click board by reading capacitance
 * measurements from C3/C2 and C5/C4 ports calculated from pure capacitance ratio
 * between those ports and port C1/C0 which is used as external C reference.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Starts measurement and reads the results. The results data is displayed on the USB UART.
 *
 * @note
 * For better accuracy and higher measurement range, add 200pF external
 * capacitor between C1/C0 ports and set it below as CDC_EXT_CAP_C1_C0_PF macro
 * before running the application. This way you will be able to measure capacitance
 * in range from 1 to 2000pF.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "cdc.h"

// Settings for reference capacitors
#define CDC_EXT_CAP_C1_C0_PF        0.0f
#define CDC_INT_CAP_PF              10.0f
#define CDC_REF                     ( CDC_EXT_CAP_C1_C0_PF + CDC_INT_CAP_PF )

static cdc_t cdc;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    cdc_cfg_t cdc_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.
    cdc_cfg_setup( &cdc_cfg );
    CDC_MAP_MIKROBUS( cdc_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = cdc_init( &cdc, &cdc_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( CDC_ERROR == cdc_default_cfg ( &cdc ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    cdc_results_t results;
    cdc_send_opcode ( &cdc, CDC_OPCODE_CDC_START );
    Delay_ms ( 200 );
    if ( CDC_OK == cdc_read_results ( &cdc, &results ) )
    {
        log_printf ( &logger, " C1/C0: %.1f pF\r\n", 
                     results.res_0 * CDC_REF - CDC_INT_CAP_PF );
        log_printf ( &logger, " C3/C2: %.1f pF\r\n", 
                     results.res_1 * CDC_REF - CDC_INT_CAP_PF );
        log_printf ( &logger, " C5/C4: %.1f pF\r\n\n", 
                     results.res_2 * CDC_REF - CDC_INT_CAP_PF );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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