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20 分钟

使用PCAP04和PIC32MZ2048EFM100将电容转换为数字格式

电容到数字转换器 (CDC)

CDC Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 24, 2024

点击板

CDC Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

将电容转换为数字数据,以提高项目的准确性和控制能力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

CDC Click基于ScioSense的PCAP04电容数字转换器。它涵盖了从几飞秒到几百纳法拉的广泛电容输入范围。对PCAP04进行不同电容测量任务的配置,例如接地或浮动连接中的单个和差分传感器,非常容易。CDC Click预先组装了10pF电容器,连接到PC0 - PC5标头,以模拟电容传感器。它们作为浮动模式中的单个传感器连接。有一个GND连接器,用于将电容传感器连接到接地模式。可以连接的电容传感器的典型值在30pF至3.5nF的范围内。PCAP04具有四个通用输

入/输出引脚(PG前缀),可用作脉冲密度/脉冲宽度调制输出。PCAP04还具有RDC(电阻到数字转换器)。 RDC单元主要用于使用内部传感器和参考或使用PT1000板上的外部电阻器来测量温度。但是,您可以通过PT1和PTO连接器或任何其他电阻元件连接外部传感器。 DSP获取来自CDC和RDC过程的信息,并使其对主机MCU可用。您还可以在RT2上添加另一个温度传感器或温度参考。辅助端口(CDC Click上的PCAUX - PCA)可用于外部补偿电容或外部放电电阻

和保护端口。您可以通过焊接R7跳线进行选择。CDC Click可以使用标准的I2C或4线SPI串行接口与主机MCU进行通信。可以通过COMM SEL跳线进行选择。默认设置为I2C,支持最高100kHz的总线频率时钟。SPI时钟频率最高可达20MHz。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压电平运行。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,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

CDC 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
ID SEL
RA9
RST
SPI Select / ID COMM
RPD4
CS
SPI Clock
RPD1
SCK
SPI Data OUT
RPD14
MISO
SPI Data IN
RPD3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

CDC 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
Board mapper by product7 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

软件支持

库描述

该库包含 CDC Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • cdc_write_config - 此函数从所选配置地址开始写入配置数据

  • cdc_send_opcode - 此函数发送所需的操作码命令字节

  • cdc_read_results - 此函数读取所有结果和状态寄存器

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 CDC Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of CDC Click board by reading capacitance
 * measurements from C3/C2 and C5/C4 ports calculated from pure capacitance ratio
 * between those ports and port C1/C0 which is used as external C reference.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Starts measurement and reads the results. The results data is displayed on the USB UART.
 *
 * @note
 * For better accuracy and higher measurement range, add 200pF external
 * capacitor between C1/C0 ports and set it below as CDC_EXT_CAP_C1_C0_PF macro
 * before running the application. This way you will be able to measure capacitance
 * in range from 1 to 2000pF.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "cdc.h"

// Settings for reference capacitors
#define CDC_EXT_CAP_C1_C0_PF        0.0f
#define CDC_INT_CAP_PF              10.0f
#define CDC_REF                     ( CDC_EXT_CAP_C1_C0_PF + CDC_INT_CAP_PF )

static cdc_t cdc;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    cdc_cfg_t cdc_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.
    cdc_cfg_setup( &cdc_cfg );
    CDC_MAP_MIKROBUS( cdc_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = cdc_init( &cdc, &cdc_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( CDC_ERROR == cdc_default_cfg ( &cdc ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    cdc_results_t results;
    cdc_send_opcode ( &cdc, CDC_OPCODE_CDC_START );
    Delay_ms ( 200 );
    if ( CDC_OK == cdc_read_results ( &cdc, &results ) )
    {
        log_printf ( &logger, " C1/C0: %.1f pF\r\n", 
                     results.res_0 * CDC_REF - CDC_INT_CAP_PF );
        log_printf ( &logger, " C3/C2: %.1f pF\r\n", 
                     results.res_1 * CDC_REF - CDC_INT_CAP_PF );
        log_printf ( &logger, " C5/C4: %.1f pF\r\n\n", 
                     results.res_2 * CDC_REF - CDC_INT_CAP_PF );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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