初学者
10 分钟

使用ISO1644和PIC32MZ2048EFH100在您的I2C通信中实现安全性和效率的完美结合

杜绝信号干扰和数据丢失

I2C Isolator 5 Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 27, 2024

点击板

I2C Isolator 5 Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

不要在安全和效率之间妥协——选择我们的I2C隔离器,优化系统潜力,保护您的数据。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C Isolator 5 Click基于德州仪器的ISO1644,这是一款具有增强EMC和GPIO的热插拔双向I2C隔离器。ISO1644在隔离屏障两侧双向缓冲两个I2C信号,同时提供5kVRMS的电气隔离。隔离屏障由双电容二氧化硅组成,包括基本和加强绝缘设备。此外,ISO1644还集成了三个单向CMOS隔离通道,速度高达50Mbps,可用于静态GPIO信号隔离。它还集成了支持双向通道所需的逻辑。ISO1644支持主设备和

多个外设设备之间的I2C 2线双向数据传输,其中主MCU控制总线,特别是串行时钟(SCL)线。数据传输可以在标准、快速、快速模式加和高速模式下进行,速度高达3.4Mbps。对于三个GPIO线路,ISO1644由两个单方向线路和一个相反方向线路组成,可以用于任何GPIO用途。该Click板提供带有隔离SCL和SDA线路的端子。此外,端子包括VCC和GND线路以及标记线路方向的OUTA、OUTB和

INA。这些GPIO线路通过OTA、OTB和INA引脚连接到mikroBUS™插座,从而连接到主MCU。如果需要,您可以通过未填充的R6和R7跳线上拉隔离的I2C线路。该Click板可以在3.3V或5V逻辑电压水平下操作,通过VCC SEL跳线选择。这种方式,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

I2C Isolator 5 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板,设计为一套完整的解决方案,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 PIC32MZ 微控制器,Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100,四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,两个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,调试器/程序员连接器,以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创

新的制造技术,它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 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。此外,还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式,使用 chipKIT 引导程序(Arduino 风格的开发环境)或我们的 USB HID 引导程序,使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C(USB-C)连接器的干净且调

节过的电源供应模块。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、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件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。

Flip&Click PIC32MZ double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Output B Channel
RE2
RST
Chip Select
RA0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Output A Channel
RC14
PWM
Input A Channel
RD9
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RA2
SCL
I2C Data
RA3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

I2C Isolator 5 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Flip&Click PIC32MZ作为您的开发板开始。

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MB1 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 Isolator 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cisolator5_set_slave_address - I2C Isolator 5设置I2C从机地址功能。

  • i2cisolator5_set_outa_state - I2C Isolator 5设置输出A状态功能。

  • i2cisolator5_get_ina_state - I2C Isolator 5获取输入A状态功能。

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 I2C Isolator 5 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the I2C Isolator 5 click driver.
 * This demo application shows an example of an I2C Isolator 5 click 
 * wired to the VAV Press click for reading 
 * differential pressure and temperature measurement.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization and default settings, 
 * the app set VAV Press click I2C slave address ( 0x5C ) 
 * and enable device.
 *
 * ## Application Task
 * This is an example that shows the use of an I2C Isolator 5 click board™.
 * Logs pressure difference [ Pa ] and temperature [ degree Celsius ] values 
 * of the VAV Press click written to the I2C Isolator 5 click board™.  
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cisolator5.h"

#define I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_DEV_ADDR                             0x5C
#define I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_CMD_START_PRESSURE_CONVERSION        0x21
#define I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_PRESS_SCALE_FACTOR                   1200
#define I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_TEMP_SCALE_FACTOR                    72
#define I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_READOUT_AT_KNOWN_TEMPERATURE         105
#define I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_KNOWN_TEMPERATURE_C                  23.1

static i2cisolator5_t i2cisolator5;
static log_t logger;
static float diff_press;
static float temperature;

/**
 * @brief I2C Isolator 5 get pressure difference and temperature function.
 * @details This function reads pressure difference and temperature from the VAV Press Click.
 * @return @li @c  0 - Success,
 *         @li @c -1 - Error.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
err_t i2cisolator5_get_press_and_temp ( void );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    i2cisolator5_cfg_t i2cisolator5_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.
    i2cisolator5_cfg_setup( &i2cisolator5_cfg );
    I2CISOLATOR5_MAP_MIKROBUS( i2cisolator5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == i2cisolator5_init( &i2cisolator5, &i2cisolator5_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Set VAV Press Click I2C Slave Address \r\n" );
    i2cisolator5_set_slave_address ( &i2cisolator5, I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_DEV_ADDR );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( I2CISOLATOR5_OK == i2cisolator5_get_press_and_temp( ) )
    {
        log_printf( &logger, " Diff. Pressure : %.4f Pa \r\n", diff_press );
        log_printf( &logger, " Temperature : %.2f C \r\n", temperature );
        log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    }
    
    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

err_t i2cisolator5_get_press_and_temp ( void ) 
{
    err_t error_flag = I2CISOLATOR5_OK;
    uint8_t rx_buf[ 4 ] = { 0 };
    uint8_t tx_cmd = I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_CMD_START_PRESSURE_CONVERSION;
    int16_t readout_data;
    
    error_flag |= i2cisolator5_write_then_read( &i2cisolator5, &tx_cmd, 1, rx_buf, 4 );
    
    if ( I2CISOLATOR5_OK == error_flag )
    {
        readout_data = rx_buf[ 1 ];
        readout_data <<= 8;
        readout_data |= rx_buf[ 0 ];
        readout_data <<= 1;
        readout_data >>= 1;
    
        diff_press = ( float ) readout_data;
        diff_press /= I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_PRESS_SCALE_FACTOR;
   
        readout_data = rx_buf[ 3 ];
        readout_data <<= 8;
        readout_data |= rx_buf[ 2 ];
    
        temperature = ( float ) readout_data;
        temperature -= I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_READOUT_AT_KNOWN_TEMPERATURE;
        temperature /= I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_TEMP_SCALE_FACTOR;
        temperature += I2CISOLATOR5_VAV_PRESS_KNOWN_TEMPERATURE_C;
    }
    
    return error_flag;
}

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

额外支持

资源

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