中级
30 分钟

使用VFC32KU和MK64FN1M0VDC12,革新信号合成

电压波到频率:信号生成的未来

V To Hz 2 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 26, 2024

点击板

V To Hz 2 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

我们的电压到频率技术使您能够将电压水平无缝转换为高精度的频率信号,为信号合成和控制设立了新的基准。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

V to Hz 2 Click 基于德州仪器的 VFC32KU 电压到频率和频率到电压转换器。它在输入端接受电压,并生成脉冲序列,频率与输入电压线性成比例。脉冲序列被传输到标记为 FOUT 的螺钉端子,以及标记为 FO 的 mikroBUS™ INT 引脚。然后,主 MCU 可以进一步处理该信号。首次操作 V to Hz 2 click 时,需要进行校准。该 click 配备了两个用于增益和偏移微调的可变电阻器。由于组件公差的微小变化可能会影响输出值,因此在首次使用 Click board™ 前应执行校准程序。建议在较长时间

间隔后进行偏移校正,以补偿 Click board™ 上无源组件的老化。通过在输入端引入已知电压并调整增益和偏移,直到输出出现预期频率的信号。正如之前讨论的那样,V to Hz 2 click 配备了输入电压端子(VEXT),用于连接最高 3.3V 的控制电压。除了在该端子上具有控制电压输入外,还可以选择由 MCU 生成的电压作为控制电压输入。INPUT SEL 开关可以设置为使用 mikroBUS™ 的 PWM 引脚作为控制电压输入。MCU 生成的 PWM 信号通过板载低通滤波器进行滤波,以保持控制电压恒定。

VFC32KU IC 需要 ±15V 的双电源。因此,该 Click board™ 利用另一个 IC 来提供所需电压。它使用了德州仪器的 TPS65131 正负输出 DC/DC 转换器。此 DC/DC 转换器已在 Boost-INV 2 click 中使用,并在实地测试中用于此目的。提供稳定输出和充足的功率余量,它也是 V to Hz 2 click 的理想解决方案。要启用转换电路,应将 TPS65131 升压转换器的 EN 引脚拉到高电平。这将激活升压转换器并为 VFC32KU IC 提供所需电源。该引脚连接到 mikroBUS™ CS 引脚,并标记为 EN。

V To Hz 2 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
NC
NC
RST
Boost Regulator Enable
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Input
PA10
PWM
Frequency Output
PB13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

V To Hz 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
Buck 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Micro B Connector Clicker 2 - 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

此库包含V To Hz 2 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • vtohz2_get_freq_out - 获取mikrobus INT引脚上的输出频率

  • vtohz2_enable - 启用和禁用设备

  • vtohz2_pwm_start - 启动PWM模块

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \file 
 * \brief VToHz2 Click example
 * 
 * # Description
 * This appliaction enables usage of a converter for analog voltage input signal into a pulse wave signal of a certain frequency.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and enables the click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * Sets the output frequency by incrementing the pwm duty cycle from 0 to 100% in an infinite loop.
 * Results are being sent to USB UART terminal.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "vtohz2.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static vtohz2_t vtohz2;
static log_t logger;

static float duty_cycle = 0.5;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    vtohz2_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    vtohz2_cfg_setup( &cfg );
    VTOHZ2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    vtohz2_init( &vtohz2, &cfg );

    vtohz2_enable( &vtohz2, VTOHZ2_ENABLE );
    vtohz2_pwm_start( &vtohz2 );
}

void application_task ( void )
{
    for ( duty_cycle = 0; duty_cycle <= 1.0; duty_cycle += 0.01 )
    {
        vtohz2_set_duty_cycle ( &vtohz2, duty_cycle );
        log_printf( &logger," PWM Duty: %.2f%%\r\n", duty_cycle * 100 );
        Delay_ms( 100 );
    }
    log_printf( &logger, "------------------------------\r\n" );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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


额外支持

资源

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