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使用TCA6424A和PIC32MZ2048EFM100升级您的I/O控制

从有限到无限

EXPAND 5 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 24, 2024

点击板

EXPAND 5 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

我们的端口扩展解决方案简化并增强了您的I/O功能,使您能够轻松扩展引脚,适用于各种应用,从自动化和物联网到机器人技术和原型设计。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

EXPAND 5 Click基于德州仪器的TCA6424A,这是一款低压24位I2C和SMBus I/O扩展器。这款24位I/O扩展器为双线双向总线提供通用的远程I/O扩展,通过400kHz快速I2C总线与大多数微控制器系列兼容。这个Click board™配有板载的I2C地址跳线、上拉电阻、电源旁路电容和电源LED。它在1.65V到5.5V的灵活电源电压范围内运行,适用于3.3V和5V的微控制器。在上电时,I/O引脚被配置为输入。然而,微控制器可以通过写入I/O配置位来将I/O配置为输入或输出。每个输入或输出的数据都保存在相应的输入或输出寄存器中。输入端口寄存器的极性可以通过极性反转寄存器反转。在超时或其他不当操作时,微控制器可以通

过RESET输入发送低电平来复位TCA6424A。上电复位将寄存器恢复到默认状态,并初始化I2C接口。RESET引脚会导致相同的复位/初始化操作而不使部件断电。这个Click board™还具有开漏中断(INT)输出,在任何输入状态与其相应的输入端口寄存器状态不同时被激活,并用于向微控制器指示输入状态已更改。通过在这条线上发送中断信号,远程I/O可以通知微控制器其端口上是否有传入数据,而无需通过I2C总线进行通信。因此,TCA6424A可以保持为一个简单的从设备。TCA6424A使用标准的I2C 2线接口与MCU通信。TCA6424A可以响应两个7位I2C总线从设备地址中的一个。前6位(MSB)被出厂编程为010001。地址引脚

ADDR(引脚26)由用户编程,并确定从设备地址的LSB,可以通过板载SMD跳线标签ADDR SEL选择从设备地址的LSB。从设备地址的最后一位定义要执行的操作(读取或写入)。高电平(1)选择读操作,而低电平(0)选择写操作。这个Click board™可以在不需要任何外部元件的情况下供电和与3.3V和5V的微控制器进行接口。板载的SMD跳线标签VCC SEL允许选择与3.3V和5V微控制器进行接口的电压。有关TCA6424A的更多信息,请参阅附带的数据手册。然而,这个Click board™配备了一个包含易于使用的函数和用法示例的库,可以作为开发的参考。

EXPAND 5 Click top side image
EXPAND 5 Click bottom side 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
Reset
RA9
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
Interrupt
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

EXPAND 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
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

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 EXPAND 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • expand5_write_all_banks - 设置所有银行中所有OUTPUT引脚的逻辑电平功能

  • expand5_get_bank_pol - 从一个银行获取所有引脚极性(正常/反转)设置功能

  • expand5_get_pin_dir - 获取单个引脚的方向(输入/输出)设置功能

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 Expand5 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Expand 5 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes I2C driver, resets the device, configures all pins as output and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This example shows the capabilities of the EXPAND 5 Click by toggling each of the 24 available pins.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "expand5.h"

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

static expand5_t expand5;
static log_t logger;

uint8_t pin_num;
uint8_t bank_out = 0x00;
uint8_t bank_low = 0x00;
char log_txt[ 50 ];

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    expand5_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.

    expand5_cfg_setup( &cfg );
    EXPAND5_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    expand5_init( &expand5, &cfg );

    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "------------------- \r\n" );
    log_printf( &logger, "   EXPAND 5 Click   \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------- \r\n" );
    expand5_reset( &expand5 );
    expand5_set_all_dir( &expand5, bank_out, bank_out, bank_out );
    Delay_ms ( 100 );
    log_printf( &logger, "  Pins configured   \r\n" );
    log_printf( &logger, "     as output      \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------- \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    for ( pin_num = EXPAND5_P00; pin_num <= EXPAND5_P27; pin_num++ )
    {
        expand5_write_all_banks ( &expand5, bank_low, bank_low, bank_low );
        expand5_write_pin ( &expand5, pin_num, EXPAND5_HIGH );
        log_printf( &logger, "Pin %u is high \r\n", ( uint16_t ) pin_num );

        Delay_ms ( 200 );
        expand5_write_all_banks ( &expand5, bank_low, bank_low, bank_low );
    }
    log_printf( &logger, "------------------- \r\n" );
    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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