初学者
10 分钟

使用PCA9685和PIC32MZ2048EFH100体验无限PWM可能性

16通道,1个接口 - 完全掌控PWM

PWM Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 26, 2024

点击板

PWM Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

这种创新解决方案通过单一的 I2C 接口无缝控制 16 个 PWM 输出,为用户在管理其设备和应用程序时提供了无与伦比的精确性和多功能性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

PWM Click 基于 NXP Semiconductors 的 PCA9685,这是一个完全可编程的 16 通道 PWM 控制器。每个输出通道具有 12 位分辨率(4096 步骤)固定频率单独的 PWM 控制器,其工作频率可编程,从典型的 24Hz 到 1526Hz,占空比可从 0% 调整到 100%。所有通道都设置为相同的 PWM 频率。虽然它主要用于驱动 LED,但这个 Click 板™也可用于其他目的,如电机和工业控制、机器人技术以及其他可以从拥有紧凑型 16 通道 PWM 驱动器中受益的应用。每个输出通道可以关闭或打开,没有 PWM 控制,或设置在其各自的  PWM 控制器值,这最大限度地减少了电流激增。每 16 个通道的开启和关闭延时是独立编

程的。输出通道被编程为开漏输出,具有 25mA 的电流下沉能力,或者为图腾柱输出,具有 5V 下的 25mA 下沉和 10mA 源能力。PWM Click 通过标准 I2C 两线接口与 MCU 通信,用于读取数据和配置设置,支持高达 1MHz 的快速模式加。它还具有一个 7 位从属地址,前四个 MSB 固定为 1000。从属地址引脚 A0、A1 和 A2 由用户编程,决定从属地址的三个 LSB 的值。这些地址引脚的值可以通过定位板上标有 I2C ADR 的 SMD 跳线帽到适当位置(标记为 0 或 1)来设置。它还具有额外的使能信号,通过 mikroBUS™ 插座上标记为 EN 的 RST 引脚路由,允许异步控制 输出通道。它也可以用来将所有输出设置为

 I2C 可编程的逻辑状态,或外部“脉冲宽度调制”输出。当软件控制需要同时调暗或闪烁多个设备时,这一点很有用。此外,这个 Click 板™还有两个未填充的头,通过这些头可以连接多达七个额外的 PWM Click 板™。借助 I2C ADR 跳线帽,可以为每块板指定不同的 I2C 地址,允许在单个 I2C 线上拥有 112 个 PWM 输出。这个 Click 板™可以通过 PWR SEL 跳线帽选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平运行。这样,允许 3.3V 和 5V 能力的 MCU 适当使用通信线路。此外,这个 Click 板™还配备了一个包含易于使用的功能和可用作参考的示例代码的库。

PWM 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
Enable
RE2
RST
NC
NC
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
RA2
SCL
I2C Data
RA3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

PWM 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

这个库包含 PWM Click 驱动的 API。

关键功能:

  • pwm_dev_config - 设备配置功能。

  • pwm_set_channel_raw - 设置通道原始数据功能。

  • pwm_set_all_raw - 设置所有通道原始数据功能。

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 
 * \brief PWM Click example
 * 
 * # Description
 * This is an example that shows the capability of PWM click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes I2C driver, enables output, configures device, sets prescaling,
 * configures output and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes the duty cycle of all channels every 10 seconds.
 * All data are being logged on USB UART where you can track their changes.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pwm.h"

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

static pwm_t pwm;
static log_t logger;
static uint8_t config0[ 6 ] = { 1, 0, 0, 0, 1, 0 };
static uint8_t config1[ 6 ] = { 1, 0, 0, 0, 0, 1 };
static uint8_t config2[ 4 ] = { 0, 1, 0, 0 };

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    pwm_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.

    pwm_cfg_setup( &cfg );
    PWM_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    pwm_init( &pwm, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
    
    pwm_set_output( &pwm, PWM_ENABLE );
    pwm_dev_config( &pwm, &config0 );
    pwm_set_pre_scale( &pwm, 0x04 );
    pwm_dev_config( &pwm, &config1 );
    pwm_output_config( &pwm,  &config2 );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " PWM  Click \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t chann_id;
    
    pwm_set_all_raw( &pwm, PWM_MAX_RESOLUTION / 2 );
    log_printf( &logger, "All Channels set to 50%% duty cycle \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    
    for ( chann_id = 0; chann_id < 8; chann_id++ )
    {
        pwm_set_channel_raw( &pwm, chann_id, 0, PWM_MAX_RESOLUTION / 4 );
    }
    log_printf( &logger, "Channels 0-7 set to 25%% duty cycle \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    
    for ( chann_id = 0; chann_id < 8; chann_id++ )
    {
        pwm_set_channel_raw( &pwm, chann_id, 0, ( PWM_MAX_RESOLUTION / 4 ) * 3 );
    }
    log_printf( &logger, "Channels 0-7 set to 75%% duty cycle \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    
    pwm_all_chann_state( &pwm, 0 );
    log_printf( &logger, "All Channels disabled \r\n " );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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