初学者
10 分钟

使用ISO1644和PIC32MZ2048EFM100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 Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 28, 2024

点击板

I2C Isolator 5 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

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

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。

Curiosity PIC32MZ EF double side 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
RA9
RST
Chip Select
RPD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Output A Channel
RPE8
PWM
Input A Channel
RF13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
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

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。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 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
Curiosity PIC32 MZ EF 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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。