使用 ADuM4154 和 PIC32MZ2048EFM100 保障您的电子设备安全可靠

释放 SPI 隔离器的力量

SPI Isolator Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 25, 2024

点击板

SPI Isolator Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

这种隔离器代表了一种多功能解决方案，用于隔离和保护数字信号，使其成为电子系统中不可或缺的组件，其中信号完整性和安全性至关重要。

硬件概览

它是如何工作的？

SPI Isolator Click 基于 ADuM4154，这是一款专为串行外围接口（SPI）优化的 5kV 数字隔离器，来自 Analog Devices。该 Click 板设计为可在 3.3V 或 5V 电源供应下运行。它通过 SPI 接口与目标微控制器通信。ADuM4154 具有四个高速通道。前三

个通道，CLK、MI/SO 和 MO/SI（斜杠表示隔离器上的特定输入和输出通道的连接），可优化为 B 等级中的低传播延迟或 A 等级中的高噪声抗干扰。这个 Click board™ 可以通过 VIO SEL 选择器选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平。这样，既支持 3.3V 又支持 5V

的 MCU 可以正确使用通信线路。此外，该 Click board™ 配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库，可作为进一步开发的参考。

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台，特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列（PIC32MZ2048EFM），该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元（FPU）、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器，无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能，通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能，使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力，并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中，该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈（TCP-IP、USB）和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力，使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

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

RST

SPI Chip Select

RPD4

SPI Clock

RPD1

SCK

SPI Data OUT

RPD14

MISO

SPI Data IN

RPD3

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

INT

SCL

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

GNSS2 Click front image hardware assembly

GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly

Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 Access - upright/background hardware assembly

Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly

Necto No Display image step 8 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 SPI 隔离器 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

spiisolator_generic_transfer - 通用传输函数
spiisolator_write_byte - 写入数据字节的函数
spiisolator_read_byte - 读取数据字节的函数

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 Spiisolator Click example
 * 
 * # Description
 * The click is designed to run on either 3.3V or 5V power supply. It communicates with the target microcontroller over SPI interface.
 * In this example we have used an 8x8 click board connected to a SPI Isolator click board. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - SPI, set default configuration, also write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * Controls an 8x8 click board and displays the steps on UART Terminal.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "spiisolator.h"

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

static spiisolator_t spiisolator;
static log_t logger;

uint8_t demo_string[ 11 ] = { ' ', '-', 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', '-', ' ', 0 };
uint8_t demo_img_on [ 8 ] = { 0x08, 0x1c, 0x36, 0x22, 0x08, 0x1c, 0x36, 0x22 };
uint8_t demo_img_off[ 8 ] = { 0xf7, 0xe3, 0xc9, 0xdd, 0xf7, 0xe3, 0xc9, 0xdd };
char demo_char = 'A';


static const uint8_t ascii_matrix[][ 10 ] = {

          { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0 },   // space -- 32
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x60, 0xfa, 0xfa, 0x60, 0x0,  0x0 },   // ! -- 33
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0xc0, 0xe0, 0x0,  0x0,  0xe0, 0xc0, 0x0 },   // " -- 34
          { 0x00, 0x00, 0x28, 0xfe, 0xfe, 0x28, 0xfe, 0xfe, 0x28, 0x0 },   // # -- 35
          { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0 },   // $ -- 36
          { 0x00, 0x00, 0x62, 0x66, 0xc,  0x18, 0x30, 0x66, 0x46, 0x0 },   // % -- 37
          { 0x00, 0x00, 0xc,  0x5e, 0xf2, 0xba, 0xec, 0x5e, 0x12, 0x0 },   // & -- 38
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x20, 0xe0, 0xc0, 0x0,  0x0,  0x0 },   // ' -- 39
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x38, 0x7c, 0xc6, 0x82, 0x0,  0x0 },   // ( -- 40
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x82, 0xc6, 0x7c, 0x38, 0x0,  0x0 },   // ) -- 41
          { 0x00, 0x00, 0x10, 0x54, 0x7c, 0x38, 0x38, 0x7c, 0x54, 0x10},   // * -- 42
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x10, 0x10, 0x7c, 0x7c, 0x10, 0x10, 0x0 },   // + -- 43
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x0,  0x18, 0x1c, 0x0,  0x0,  0x0 },   // , -- 44
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x0 },   // - -- 45
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x0,  0x6,  0x6,  0x0,  0x0,  0x0 },   // . -- 46
          { 0x00, 0x00, 0x6,  0xc,  0x18, 0x30, 0x60, 0xc0, 0x80, 0x0 },   // / -- 47

          { 0x00, 0x00, 0x7c, 0xfe, 0x8a, 0x92, 0xa2, 0xfe, 0x7c, 0x00},   // 0 -- 48
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x2,  0x42, 0xfe, 0xfe, 0x2,  0x2,  0x00},   // 1 -- 49
          { 0x00, 0x00, 0x42, 0xc6, 0x8e, 0x9a, 0x92, 0xf6, 0x66, 0x00},   // 2 -- 50
          { 0x00, 0x00, 0x22, 0x63, 0x49, 0x49, 0x49, 0x7F, 0x36, 0x00},   // 3 -- 51
          { 0x00, 0x00, 0x18, 0x38, 0x68, 0xca, 0xfe, 0xfe, 0xa,  0x0 },   // 4 -- 52
          { 0x00, 0x00, 0x0 , 0xf4, 0xf6, 0x92, 0x92, 0x92, 0x9e, 0x8c},   // 5 -- 53
          { 0x00, 0x00, 0x3c, 0x7e, 0xd2, 0x92, 0x92, 0x1e, 0xc,  0x00},   // 6 -- 54
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x80, 0x9e, 0xb0, 0xe0, 0xc0, 0x0 },   // 7 -- 55
          { 0x00, 0x00, 0x6c, 0xfe, 0x92, 0x92, 0x92, 0xfe, 0x6c, 0x0 },   // 8 -- 56
          { 0x00, 0x00, 0x60, 0xf2, 0x92, 0x92, 0x96, 0xfc, 0x78, 0x0 },   // 9 -- 57//

          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x0,  0x66, 0x66, 0x0,  0x0,  0x0 },   // : -- 58
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x0,  0x6c, 0x6e, 0x0,  0x0,  0x0 },   // ; -- 59
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x10, 0x38, 0x6c, 0xc6, 0x82, 0x0 },   // < -- 60
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x24, 0x24, 0x24, 0x24, 0x24, 0x24, 0x0 },   // = -- 61
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x82, 0xc6, 0x6c, 0x38, 0x10, 0x0,  0x0 },   // > -- 62
          { 0x00, 0x00, 0x40, 0xc0, 0x80, 0x9a, 0xba, 0xe0, 0x40, 0x0 },   // ? -- 63
          { 0x00, 0x00, 0x7c, 0xfe, 0x82, 0xba, 0xaa, 0xf8, 0x78, 0x0 },   // @ -- 64

          { 0x00, 0x00, 0x3e, 0x7e, 0xd0, 0x90, 0xd0, 0x7e, 0x3e, 0x0 },   // A -- 65
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x92, 0x92, 0xfe, 0x6c, 0x0 },   // B -- 66
          { 0x00, 0x00, 0x38, 0x7c, 0xc6, 0x82, 0x82, 0xc6, 0x44, 0x0 },   // C -- 67
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x82, 0xc6, 0x7c, 0x38, 0x0 },   // D -- 68
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x92, 0xba, 0x82, 0xc6, 0x0 },   // E -- 69
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x92, 0xb8, 0x80, 0xc0, 0x0 },   // F -- 70
          { 0x00, 0x00, 0x38, 0x7c, 0xc6, 0x82, 0x8a, 0xce, 0x4e, 0x0 },   // G -- 71
          { 0x00, 0x00, 0xfe, 0xfe, 0x10, 0x10, 0x10, 0xfe, 0xfe, 0x0 },   // H -- 72
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x82, 0xfe, 0xfe, 0x82, 0x0,  0x0 },   // I -- 73
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0xe,  0x2,  0x82, 0xfe, 0xfc, 0x80, 0x0 },   // J -- 74
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x10, 0x38, 0xee, 0xc6, 0x0 },   // K -- 75
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x82, 0x2,  0x6,  0xe,  0x0 },   // L -- 76
          { 0x00, 0x00, 0xfe, 0xfe, 0x70, 0x38, 0x70, 0xfe, 0xfe, 0x0 },   // M -- 77
          { 0x00, 0x00, 0xfe, 0xfe, 0x60, 0x30, 0x18, 0xfe, 0xfe, 0x0 },   // N -- 78
          { 0x00, 0x00, 0x7c, 0xfe, 0x82, 0x82, 0x82, 0xfe, 0x7c, 0x0 },   // O -- 79
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x92, 0x90, 0xf0, 0x60, 0x0 },   // P -- 80
          { 0x00, 0x00, 0x7c, 0xfe, 0x82, 0x82, 0x87, 0xff, 0x7d, 0x0 },   // Q -- 81
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x90, 0x98, 0xfe, 0x66, 0x0 },   // R -- 82
          { 0x00, 0x00, 0x44, 0xe6, 0xb2, 0x92, 0x9a, 0xce, 0x44, 0x0 },   // S -- 83
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0xe0, 0xc2, 0xfe, 0xfe, 0xc2, 0xe0, 0x0 },   // T -- 84
          { 0x00, 0x00, 0xfc, 0xfe, 0x2,  0x2,  0x2,  0xfe, 0xfc, 0x0 },   // U -- 85
          { 0x00, 0x00, 0xf8, 0xfc, 0x6,  0x2,  0x6,  0xfc, 0xf8, 0x0 },   // V -- 86
          { 0x00, 0x00, 0xfc, 0xfe, 0x6,  0x1c, 0x6,  0xfe, 0xfc, 0x0 },   // W -- 87
          { 0x00, 0x00, 0xc6, 0xee, 0x38, 0x10, 0x38, 0xee, 0xc6, 0x0 },   // X -- 88
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0xe0, 0xf2, 0x1e, 0x1e, 0xf2, 0xe0, 0x0 },   // Y -- 89
          { 0x00, 0x00, 0xe2, 0xc6, 0x8e, 0x92, 0xb2, 0xe6, 0xce, 0x0 },   // Z -- 90

          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0xfe, 0xfe, 0x82, 0x82, 0x0,  0x0 },   // [ -- 91
          { 0x00, 0x00, 0x80, 0xc0, 0x60, 0x30, 0x18, 0xc,  0x6,  0x0 },   // \ -- 92
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x82, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x0,  0x0 },   // ] -- 93
          { 0x00, 0x00, 0x10, 0x30, 0x60, 0xc0, 0x60, 0x30, 0x10, 0x0 },   // ^ -- 94
          { 0x00, 0x00, 0x1,  0x1,  0x1,  0x1,  0x1,  0x1,  0x1,  0x1 },   // _ -- 95
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x80, 0xc0, 0x60, 0x20, 0x0,  0x0 },   // ` -- 96{}

          { 0x00, 0x00, 0x4,  0x2e, 0x2a, 0x2a, 0x3c, 0x1e, 0x2,  0x0 },   // a -- 97
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfc, 0x22, 0x22, 0x3e, 0x1c, 0x0 },   // b -- 98
          { 0x00, 0x00, 0x1c, 0x3e, 0x22, 0x22, 0x22, 0x36, 0x14, 0x0 },   // c -- 99
          { 0x00, 0x00, 0x1c, 0x3e, 0x22, 0xa2, 0xfc, 0xfe, 0x2,  0x0 },   // d -- 100
          { 0x00, 0x00, 0x1c, 0x3e, 0x2a, 0x2a, 0x2a, 0x3a, 0x18, 0x0 },   // e -- 101
          { 0x00, 0x00, 0x12, 0x7e, 0xfe, 0x92, 0x90, 0xc0, 0x40, 0x0 },   // f -- 102
          { 0x00, 0x00, 0x19, 0x3d, 0x25, 0x25, 0x3f, 0x3e, 0x20, 0x0 },   // g -- 103
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x30, 0x20, 0x3e, 0x1e, 0x0 },   // h -- 104
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x22, 0xbe, 0xbe, 0x2,  0x0,  0x0 },   // i -- 105
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x6,  0x7,  0x1,  0x1,  0xbf, 0xbe, 0x0 },   // j -- 106
          { 0x00, 0x00, 0x82, 0xfe, 0xfe, 0x8,  0x1c, 0x36, 0x22, 0x0 },   // k -- 107
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x0,  0x82, 0xfe, 0xfe, 0x2,  0x0,  0x0 },   // l -- 108
          { 0x00, 0x00, 0x3e, 0x3e, 0x30, 0x1e, 0x30, 0x3e, 0x1e, 0x0 },   // m -- 109
          { 0x00, 0x00, 0x20, 0x3e, 0x1e, 0x20, 0x20, 0x3e, 0x1e, 0x0 },   // n -- 110
          { 0x00, 0x00, 0x1c, 0x3e, 0x22, 0x22, 0x22, 0x3e, 0x1c, 0x0 },   // o -- 111
          { 0x00, 0x00, 0x21, 0x3f, 0x1f, 0x25, 0x24, 0x3c, 0x18, 0x0 },   // p -- 112
          { 0x00, 0x00, 0x18, 0x3c, 0x24, 0x25, 0x1f, 0x3f, 0x21, 0x0 },   // q -- 113
          { 0x00, 0x00, 0x22, 0x3e, 0x1e, 0x32, 0x20, 0x30, 0x10, 0x0 },   // r -- 114
          { 0x00, 0x00, 0x12, 0x3a, 0x2a, 0x2a, 0x2a, 0x2e, 0x24, 0x0 },   // s -- 115
          { 0x00, 0x00, 0x20, 0x20, 0xfc, 0xfe, 0x22, 0x26, 0x4,  0x0 },   // t -- 116
          { 0x00, 0x00, 0x3c, 0x3e, 0x2,  0x2,  0x3c, 0x3e, 0x2,  0x0 },   // u -- 117
          { 0x00, 0x00, 0x38, 0x3c, 0x6,  0x3,  0x6,  0x3c, 0x38, 0x0 },   // v -- 118
          { 0x00, 0x00, 0x3c, 0x3e, 0x6,  0x1c, 0x6,  0x3e, 0x3c, 0x0 },   // w -- 119
          { 0x00, 0x00, 0x22, 0x36, 0x1c, 0x8,  0x1c, 0x36, 0x22, 0x0 },   // x -- 120
          { 0x00, 0x00, 0x39, 0x3e, 0x5,  0x5,  0x5,  0x3f, 0x3e, 0x0 },   // y -- 121
          { 0x00, 0x00, 0x0,  0x32, 0x26, 0x2e, 0x3a, 0x32, 0x26, 0x0 }
};

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

void c8x8_display_string ( spiisolator_t *ctx, char *p_array )
{
    uint8_t str_word[512];
    char wr_chr;
    uint8_t cnt;
    uint8_t i;
    uint8_t global_cnt = 0;
    uint8_t char_ascii;
    uint8_t position = 0;
    uint8_t col = 8;

    for ( i = 0; i < strlen( p_array ); i++ )
    {
        char_ascii = p_array[ i ] - 32;
        for ( cnt = 0; cnt < 10; cnt++ )
        {
            str_word[ global_cnt++ ] = ascii_matrix[ char_ascii ][ cnt ];
        }
    }

    while ( position < ( global_cnt - 8 ) )
    {
         for ( cnt = position; cnt < position + 8; cnt++ )
         {
             wr_chr = str_word[ cnt ];
             spiisolator_write_cmd( ctx, col, wr_chr );
             col--;
         }
         col = 8;
         position++;
         Delay_100ms( );
     }
}


void c8x8_display_byte ( spiisolator_t *ctx, char tx_byte )
{
    uint8_t cnt;
    uint8_t char_ascii;
    uint8_t position = 8;
    char wr_chr;

    char_ascii = tx_byte - 32;
    for ( cnt = 2; cnt < 10; cnt++ )
    {
        wr_chr = ascii_matrix[ char_ascii ][ cnt ];
        spiisolator_write_cmd( ctx, position, wr_chr );
        position--;
    }
}

void c8x8_display_image ( spiisolator_t *ctx, uint8_t *p_image )
{
    uint8_t cnt;
    uint8_t line;
    uint8_t position = 8;

    for ( cnt = 0; cnt < 8; cnt++ )
    {
        line = p_image[ cnt ];
        spiisolator_write_cmd( ctx, position, line );
        position--;
    }
}

void c8x8_display_refresh ( spiisolator_t *ctx )
{
   uint8_t cnt;

   for ( cnt = 1; cnt < 9; cnt++ )
   {
        spiisolator_write_cmd( ctx, cnt, 0x00 );
   }
}

void c8x8_default_cfg ( spiisolator_t *ctx )
{
    // Click default configuration

    spiisolator_write_cmd( ctx, 0x09, 0x00 ); // decode mode
    spiisolator_write_cmd( ctx, 0x0A, 0x07 ); // intensity
    spiisolator_write_cmd( ctx, 0x0B, 0x07 ); // scan limit
    spiisolator_write_cmd( ctx, 0x0C, 0x01 ); // normal operation mode

    c8x8_display_refresh( ctx );
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    spiisolator_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.

    spiisolator_cfg_setup( &cfg );
    SPIISOLATOR_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    spiisolator_init( &spiisolator, &cfg );
    
    c8x8_default_cfg( &spiisolator );

    Delay_100ms( );
}

void application_task ( void )
{    
    log_info( &logger, "> Display Character ..." );
    c8x8_display_byte( &spiisolator, demo_char );
    Delay_ms( 1000 );

    log_info( &logger, "> Display String ..." );
    c8x8_display_string( &spiisolator, &demo_string[ 0 ] );
    Delay_ms( 1000 );

    log_info( &logger, "> Display Image ON ..." );
    c8x8_display_image( &spiisolator, &demo_img_on[ 0 ] );
    Delay_ms( 500 );

    log_info( &logger, "> Display Image OFF ..." );
    c8x8_display_image( &spiisolator, &demo_img_off[ 0 ] );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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