初学者
10 分钟

使用TCAL6408和MK64FN1M0VDC12扩展项目中的输入/输出引脚数量

带有中断、复位和灵活I/O的8位I/O扩展器

Expand 17 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 10月 17, 2024

点击板

Expand 17 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

为您的项目增加更多输入和输出引脚,以增强功能

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Expand 17 Click基于Texas Instruments的TCAL6408,这是一个通过I2C协议提供输入/输出扩展的8位I/O扩展器。该Click板™是当处理开关、传感器、按钮、LED、风扇和其他外围设备时,添加更多I/O的理想解决方案。TCAL6408 IC具有灵活的I/O配置寄存器,提供可编程的输出驱动强度、锁存输入、可屏蔽中断、可编程的上拉/下拉电阻以及配置开漏或推挽输出的能力。这些高级功能确保了增强的I/O性能,提供了更高的速度、功耗优化以及降低的电磁干

扰(EMI)。TCAL6408支持独立的逻辑电源和主电源。逻辑电压通过3.3V的mikroBUS™电源轨供电,而主电源可以从mikroBUS™的3.3V供电或通过VIN端子提供的外部电源供电,范围为1.08V至3.6V。主电源选择通过VCCP SEL跳线进行管理,允许用户根据其应用的需求设置适当的电源。Expand 17 Click通过标准的2线I2C接口与主MCU通信,支持高达1MHz的时钟频率。I2C地址可以通过板上的ADDR SEL跳线轻松配置。此外,该板还使用了一个低电平有效的复位

(RST)引脚,用于初始化设备,以及一个开漏低电平有效中断(INT)引脚,用于通知输入状态的变化,确保高效处理外部事件和输入。该Click板™只能在3.3V逻辑电平下运行。在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电平转换。此外,该Click板™还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,供进一步开发参考。

Expand 17 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
Reset
PB11
RST
ID COMM
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PB13
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

Expand 17 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 Expand 17 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • expand17_set_io_dir - 此函数用于设置引脚的输入或输出方向。

  • expand17_set_output_state - 此函数用于设置引脚的输出状态。

  • expand17_get_input_state - 此函数用于获取引脚的输入状态。

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 Expand 17 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Expand 17 click board by setting and reading 
 * the ports state.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration which sets 
 * half of pins as output ( IO5, IO6, IO7 and IO8 ) and the 
 * half of the pins as inputs ( IO1, IO2, IO3 and IO4 ).
 *
 * ## Application Task
 * Sets the state of the output pins and then reads the status of the input pins
 * and displays the results on the USB UART approximately every 2 seconds.
 *
 * @note
 * In order for this example to work as intended it is necessary to connect the input and output pins 
 * eg. IO1 and IO5, IO2 and IO6 etc. Floating input pins will be shown as a high state.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "expand17.h"

static expand17_t expand17;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    expand17_cfg_t expand17_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.
    expand17_cfg_setup( &expand17_cfg );
    EXPAND17_MAP_MIKROBUS( expand17_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == expand17_init( &expand17, &expand17_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( EXPAND17_ERROR == expand17_default_cfg ( &expand17 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t input_state = 0;

    log_printf( &logger, " Setting output pins state: HIGH \r\n" );
    log_printf( &logger, " = = = = = = = = = = = = = = = = = \r\n" );
    expand17_set_output_state( &expand17, EXPAND17_NO_IO_PIN_MASK, EXPAND17_IO_5_PIN_MASK | 
                                          EXPAND17_IO_6_PIN_MASK | EXPAND17_IO_7_PIN_MASK | 
                                          EXPAND17_IO_8_PIN_MASK );

    log_printf( &logger, " State of input pins: \r\n" );
    log_printf( &logger, " = = = = = = = = = = = = = = = = = \r\n" );
    expand17_get_input_state( &expand17, &input_state );
    if ( input_state & EXPAND17_IO_1_PIN_MASK )
    {
        log_printf( &logger, " IO1 - HIGH \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " IO1 - LOW \r\n" );
    }
    if ( input_state & EXPAND17_IO_2_PIN_MASK )
    {
        log_printf( &logger, " IO2 - HIGH \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " IO2 - LOW \r\n" );
    }
    if ( input_state & EXPAND17_IO_3_PIN_MASK )
    {
        log_printf( &logger, " IO3 - HIGH \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " IO3 - LOW \r\n" );
    }
    if ( input_state & EXPAND17_IO_4_PIN_MASK )
    {
        log_printf( &logger, " IO4 - HIGH \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " IO4 - LOW \r\n" );
    }
    log_printf( &logger, " = = = = = = = = = = = = = = = = = \r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " Setting output pins state: LOW \r\n" );
    log_printf( &logger, " = = = = = = = = = = = = = = = = = \r\n" );
    expand17_set_output_state( &expand17, EXPAND17_IO_5_PIN_MASK | EXPAND17_IO_6_PIN_MASK | 
                                          EXPAND17_IO_7_PIN_MASK | EXPAND17_IO_8_PIN_MASK, 
                                          EXPAND17_NO_IO_PIN_MASK );

    log_printf( &logger, " State of input pins: \r\n" );
    log_printf( &logger, " = = = = = = = = = = = = = = = = = \r\n" );
    expand17_get_input_state( &expand17, &input_state );
    if ( input_state & EXPAND17_IO_1_PIN_MASK )
    {
        log_printf( &logger, " IO1 - HIGH \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " IO1 - LOW \r\n" );
    }
    if ( input_state & EXPAND17_IO_2_PIN_MASK )
    {
        log_printf( &logger, " IO2 - HIGH \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " IO2 - LOW \r\n" );
    }
    if ( input_state & EXPAND17_IO_3_PIN_MASK )
    {
        log_printf( &logger, " IO3 - HIGH \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " IO3 - LOW \r\n" );
    }
    if ( input_state & EXPAND17_IO_4_PIN_MASK )
    {
        log_printf( &logger, " IO4 - HIGH \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " IO4 - LOW \r\n" );
    }
    log_printf( &logger, " = = = = = = = = = = = = = = = = = \r\n" );
    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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