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感谢LDC1101和PIC18F4685,享受高分辨率电感到数字转换

电感与数字相遇

LDC1101 click with EasyPIC v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

LDC1101 click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F4685

我们的电感转数字转换器解决方案重新定义了精密传感,提供无与伦比的准确性和多功能性,适用于汽车、自动化和医疗等行业的应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LDC1101 Click 基于德州仪器的LDC1101,这是一款集成的高分辨率、高速电感到数字转换器。该IC是一款多功能电感转换器,用于快速、短距离、非接触式的物体位置、旋转或运动检测。由于其技术允许在恶劣环境中进行精确和可靠的电感感应,LDC1101非常适合工业和汽车应用。LDC1101使用标准的SPI接口与主机MCU通信。两个感应核心独立工作。一个核心提供16位分辨率的快速阻抗和电感(RP+L)读数,而另一个核心提供24位高分辨率的电感(LHR)测量。在RP+L模式下无需输入时钟,但LHR模式需要在CLKIN引脚上提供时钟信号。因此,CLKIN引脚路由到mikroBUS™ PWM引脚。没有该引脚上的有效时钟,LHR模式将不可用。LDC1101提供两种低功耗模式:关机模式和睡眠模式。在这两种模式下,IC不会主动运行任何转换。在关机模式下,LDC1101的所有部分都被关闭,因此消耗最少的电流。在睡眠模式下,LDC1101的逻辑部分变

得活跃,并用于配置工作参数。配置IC只有在睡眠模式下才有效。在活动模式下,整个IC变得操作,消耗最多的电量。主要工作原理基于测量由PCB铜迹线和电容器形成的LC振荡器的参数:当导电物体接近时,它会与LDC1101 IC驱动的LC振荡器磁性耦合。然后,LDC1101测量维持振荡所需的能量。振荡器电路的功率损失与导电物体的阻抗成正比,然后采样并成为可用的数字值。由于阻抗值受物体距离影响,因此可以用来确定其与LC振荡器的距离。同样,可以通过固定的已知距离和导电物体测量阻抗(和电感)参数来确定其成分。在这种情况下,PCB铜迹线成为阻抗传感器。当需要更精确的电感感应时,LHR模式是更好的选择。与阻抗不同,导电物体的电感不受其温度的太大影响。利用LDC1101测量LC振荡器的谐振频率的能力,还可以精确测量物体的距离。LC振荡器的谐振频率受与其磁性耦合的导电物体的影响。LC振荡器的谐振频率是电感的函

数,因此通过测量谐振频率的变化,可以非常准确地计算导电物体的影响及其距离。然而,要使用LHR模式,需要在mikroBUS™ PWM引脚上提供精确的时钟信号。集成的中断引擎允许向主机MCU报告各种事件。例如,在结果被另一个转换周期破坏之前读取数据很重要。中断可以在RP+L模式和LHR模式的转换周期结束时触发,以便MCU在下一个转换开始之前获取数据。当阈值被超过时,LDC1101也可以触发中断。如果转换数据低于或高于配置的电感和阻抗参数阈值,将触发中断事件。根据中断类型,在中断的情况下,LDC1101的INTB引脚将被驱动到低逻辑电平。此引脚与SDO引脚复用,因此在使用此引脚作为中断输出时需要遵循某些程序:除了将SDO/INTB引脚配置为中断引脚外,还需要将板载SMD跳线切换到适当位置,将中断信号路由到mikroBUS™的INT引脚。

LDC1101 Click top side image
LDC1101 Click bottom side image

功能概述

开发板

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。

EasyPIC v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。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,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18F4685

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

96

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

3328

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
RE0
CS
SPI Clock
RC3
SCK
SPI Data OUT
RC4
MISO
SPI Data IN
RC5
MOSI
Power supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Time-Base Clock
RC0
PWM
Interrupt
RB0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LDC1101 click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

软件支持

库描述

此库包含LDC1101 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • ldc1101_get_rp_data - 读取RP数据的功能

  • ldc1101_get_l_data - 读取L数据的功能

  • ldc1101_get_interrupt - 获取中断引脚状态的功能

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 Ldc1101 Click example
 * 
 * # Description
 * Example demonstrates measurement of inductance change depending on the linear motion of the metal object.
 * Induction of the linear metal position depends on the type of metal and the configuration.
 * 
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C module and sets CS pin as OUTPUT and PWM and INT pin sa INPUT.
 * Driver intialization, standard configurations and start measurement.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads RP data and logs data to USBUART every 1 sec.
 * 
 * \author Nenad Filipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ldc1101.h"

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

static ldc1101_t ldc1101;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ldc1101_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.

    ldc1101_cfg_setup( &cfg );
    LDC1101_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ldc1101_init( &ldc1101, &cfg );

    log_printf( &logger, "     LDC1101 Click\r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    
    ldc1101_default_cfg ( &ldc1101 );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t rp_data;
    
    rp_data = ldc1101_get_rp_data( &ldc1101 );
    log_printf( &logger, " Inductive Linear Position : %u\r\n", rp_data );
    
    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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