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30 分钟

使用TCUT1800X01和PIC32MZ2048EFH100确保您的运动跟踪和控制系统中的可靠且一致的运动数据

旋转编码的新纪元

Opto Encoder 3 Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 26, 2024

点击板

Opto Encoder 3 Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

体验实时高分辨率运动反馈的优势。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Opto Encoder 3 Click基于Vishay Semiconductor的TCUT1800X01,这是一种带有光电晶体管输出的高顶四通道透射光学传感器。该传感器配备一个波长为950nm的红外LED和四个光电晶体管。这些光电晶体管位于传感器的小缝隙后面,与LED相对。它们形成四个独立的通道。当光电晶体管被LED照亮时,它们变得导电。这些晶体管的集电极连接到同一个引脚,而它们的发射极则分别连接到TCUT1800X01的单独输出引脚 - E1、E2、E3和E4。这使得主机MCU可以单独检测每个通道的活动。由于这些输出通

道的信号不足以驱动主机MCU的引脚,Click板™采用了两个额外的缓冲IC - 德州仪器的SN74LVC125A。E1、E2、E3和E4引脚被路由到缓冲IC的输入引脚。这些引脚通过下拉电阻被拉到低电平,以避免悬空。缓冲IC的输出引脚分别连接到mikroBUS™的AN、RST、INT和PWM引脚。信号编码本身由主机MCU完成。由于具有四个光学传感通道,Opto Encoder 3 Click具有速度和方向编码的能力。最常见的用法是步进电机位置编码:一个带有缝隙的圆柱体物理上安装在传感器上方,以便LED只能通过这些缝隙照亮光电

晶体管。通过旋转这个圆柱体,光束会周期性地被阻挡。单个传感器输出将是一个脉冲序列,而圆柱体在旋转。由于两个光电传感器物理上相隔一小段距离,第一个传感器的脉冲信号相对于第二个传感器的脉冲信号可能会延迟或加快,具体取决于旋转方向。通过添加两个传感器,位置读取的分辨率和可靠性进一步提高。此Click板™只能在5V逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,它还配有一个库,包含函数和示例代码,可用作进一步开发的参考。

Opto Encoder 3 Click top side image
Opto Encoder 3 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

Encoder Output 1
RB11
AN
Encoder Output 2
RE2
RST
Enable
RA0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Encoder Output 4
RC14
PWM
Encoder Output 3
RD9
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Opto Encoder 3 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
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

此库包含Opto Encoder 3 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • optoencoder3_cnt - 读取滑动次数的功能

  • optoencoder3_enable - 设置Click状态的功能

  • optoencoder3_read_all_pins - 设置所有引脚状态的功能

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 Opto Encoder 3 Click example
 * 
 * # Description
 * The demo application displays the counter value or displays the status of each O pins.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configures the driver and logger, and selects the demo application mode.
 * 
 * ## Application Task  
 * Depending on the demo application mode set in the application init it:
 *    - Measures and displays the value of the counter - DEMO_CNT mode; or
 *    - Draws the status of each O pin - DEMO_GRAPH mode.
 * 
 * \author Luka Filipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "optoencoder3.h"

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

static optoencoder3_t optoencoder3;
static log_t logger;

optoencoder3_pins_t pins;
static uint8_t example_setter;
static uint8_t old_state = 0xFF;
static uint8_t state = 0;

// ------------------------------------------------------------------ MACRO

#define DEMO_CNT    1
#define DEMO_GRAPH  2

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void draw_pins_status( void )
{
    optoencoder3_read_all_pins( &optoencoder3, &pins );

    state = pins.pin_o1 | ( pins.pin_o2 << 1 ) | ( pins.pin_o3 << 2 ) | ( pins.pin_o4 << 3 );
    
    if ( old_state != state )
    {
        log_printf( &logger, "-Pins status:\r\n" );
        
        if ( pins.pin_o1 == OPTOENCODER3_PIN_ACTIVE )
        {
            log_printf( &logger, "*  " );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, "o  " );
        }

        if ( pins.pin_o3 == OPTOENCODER3_PIN_ACTIVE )
        {
            log_printf( &logger, "*\r\n" );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, "o\r\n" );
        }

        if ( pins.pin_o2 == OPTOENCODER3_PIN_ACTIVE )
        {
            log_printf( &logger, "*  " );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, "o  " );
        }

        if ( pins.pin_o4 == OPTOENCODER3_PIN_ACTIVE )
        {
            log_printf( &logger, "*" );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, "o" );
        }

        log_printf( &logger, "\r\n" );
    }
    
    old_state = state;
}

void view_counters ( void )
{
    uint8_t cnt;
    int8_t swipe_cnt;
    
    cnt = optoencoder3_cnt( &optoencoder3 );
    swipe_cnt = optoencoder3_dir_cnt( &optoencoder3 );
    
    if ( old_state != cnt )
    {
        log_printf( &logger, "---Counter number of swipes and direction counter:\r\n" );
        log_printf( &logger, "* Counter : %d \r\n", ( uint16_t ) cnt );
        log_printf( &logger, "* Direction counter : %d \r\n", ( int16_t ) swipe_cnt );
        log_printf( &logger, " _________________________________\r\n\r\n\r\n" );
    }
    
    old_state = cnt;
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    optoencoder3_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.

    optoencoder3_cfg_setup( &cfg );
    OPTOENCODER3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    optoencoder3_init( &optoencoder3, &cfg );

    optoencoder3_enable ( &optoencoder3, OPTOENCODER3_ENABLE );
    
    example_setter = DEMO_CNT;
}

void application_task ( void )
{
    if ( example_setter == DEMO_GRAPH )
    {
        draw_pins_status(  );
    }
    else if ( example_setter == DEMO_CNT )
    {
        view_counters(  );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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