中级
30 分钟

为各种电子系统提供稳定的频率参考,使用Si5351A和PIC32MZ2048EFH100

同步、锁定、稳定

Clock Gen Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 24, 2024

点击板

Clock Gen Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

通过将可靠的时钟发生器集成到您的解决方案中,体验无与伦比的时间精度。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Clock Gen Click 基于Si5351A,这是一款多功能的I2C可编程时钟发生器,非常适合替代晶体、晶体振荡器、VCXO、PLL和缓冲器。Si5351A由输入、两个合成器和一个输出级组成。输入级接受外部晶体(XTAL,通过XA和XB引脚)。合成的第一阶段将输入频率倍增为高频中间时钟,而合成的第二阶段使用高分辨率MultiSynth分数分频器生成所需的输出频率。在输出级提供了额外的整数分频器,可以生成低至2.5 kHz的输出频率。在每个合成阶段的交叉点开关允许完全灵活地将任何输入路由到任何输出。由于这种高分辨率和灵活的合成架构,Si5351A可以在每个输出上生成同步或自由运行的非整数相关的时钟频率,从而使一个设备能够在设计中合成多个时钟域的时钟。Si5351A使用固定频率的标准AT切割晶体作为内部振荡器的参考。振荡器的输出可以为一个或两个

PLL提供自由运行的参考,以生成异步时钟。振荡器的输出频率在25 MHz的晶体频率下运行。内部负载电容器提供,以消除在将晶体连接到Si5351A时需要外部组件的需要。总内部XTAL负载电容(CL)可以选择为0、6、8或10 pF。Si5351A使用两个合成阶段生成其最终输出时钟。第一阶段使用PLL将低频输入参考倍增为高频中间时钟。第二阶段使用高分辨率MultiSynth分数分频器生成所需的输出频率。只能同时输出两个112.5 MHz以上的唯一频率。例如,125 MHz(CLK0)、130 MHz(CLK1)和150 MHz(CLK2)是不允许的。两个PLL都锁定到同一个源(XTAL)。第二阶段输入处的交叉点开关允许任何MultiSynth分频器连接到PLLA或PLLB。这种灵活的合成架构允许任何输出生成同步或非同步时钟,无论是否具有扩展频谱,并且具有在每个输出上生成非

整数相关时钟频率的灵活性。通过在MultiSynth的输出端应用R分频器,可以生成低至2.5 kHz的频率。所有输出驱动器生成单输出电压供应引脚(VDDO)上的CMOS电平输出,允许在输出组上选择不同的电压信号电平(1.8、2.5或3.3 V)。可以通过移动标记为VDDO SEL的SMD跳线到适当位置(3V3或EXT)来选择输出电压电平。如果选择3V3,则VDDO由板供应。否则,必须将外部电源连接到电压电平供应引脚。此Click板™使用I2C通信接口,只能在3.3V逻辑电压水平下运行。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,该Click板™配备了一个包含函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

Clock Gen Click top side image
Clock Gen Click bottom side 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
NC
NC
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
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Clock Gen 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 Clock Gen Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • clockgen_set_frequency - 此函数设置时钟分频器

  • clockgen_setup_pll - 此函数设置锁相环(PLL)

  • clockgen_setup_multisyinth - 此函数在特定时钟上设置时钟频率

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 ClockGen Click example
 * 
 * # Description
 * Clock Gen Click represent a replacement for crystals, crystal oscillators, VCXOs, phase-locked 
 * loops (PLLs), and fanout buffers. This click features an I2C configurable clock generator 
 * based on a PLL + high resolution MultiSynth fractional divider architecture which can generate
 * any frequency up to 200 MHz with 0 ppm error. The chip on click is capable of generating 
 * synchronous or free-running non-integer related clock frequencies at each of its outputs 
 * (CLK0, CLK1, and CLK2), enabling one device to synthesize clocks for multiple clock domains in a design.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configures device to default function that enables clock 0 and disables all others.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes 4 different frequency in span of 5 seconds.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "clockgen.h"

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

static clockgen_t clockgen;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    clockgen_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.

    clockgen_cfg_setup( &cfg );
    CLOCKGEN_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    clockgen_init( &clockgen, &cfg );

    clockgen_default_cfg( &clockgen );
    
    Delay_ms( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    clockgen_set_frequency( &clockgen, CLOCKGEN_CLOCK_0, CLOCKGEN_PLLA, 1 );
    Delay_ms( 5000 );
    clockgen_set_frequency( &clockgen, CLOCKGEN_CLOCK_0, CLOCKGEN_PLLA, 3 );
    Delay_ms( 5000 );
    clockgen_set_frequency( &clockgen, CLOCKGEN_CLOCK_0, CLOCKGEN_PLLA, 10 );
    Delay_ms( 5000 );
    clockgen_set_frequency( &clockgen, CLOCKGEN_CLOCK_0, CLOCKGEN_PLLA, 5 );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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