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30 分钟

使用 MAX14937 和 PIC18F26K42 提供数字 I2C 信号的电气隔离

完全 I2C 接口隔离

I2C Isolator 4 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

I2C Isolator 4 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F26K42

完全隔离的I2C接口。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C Isolator 4 Click 基于Analog Devices的MAX14937,这是一款双通道、5kVRMS I2C数字隔离器。MAX14937在隔离屏障两侧双向缓冲两个I2C信号,并支持I2C时钟拉伸,同时提供5kVrms的电气隔离。它在不同电源域的电路之间传输数字信号,可在环境温度下工

作,具有无故障操作、优异的可靠性和超长的使用寿命。宽温度范围和高隔离电压使该器件非常适用于恶劣的工业环境。这款Click板™还拥有两个标记为VIN和SDA/SCL的端子,位于Click板™底部,其中VIN表示隔离器的B侧电源,而另一个对应于隔离的双向逻辑总线端

子。此Click板™可以在3.3V或5V逻辑电压电平下工作,通过VCC SEL跳线选择。这使得3.3V和5V兼容的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板™还配备了一个库,包含易于使用的功能和示例代码,可作为进一步开发的参考。

I2C Isolator 4 Click hardware overview 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

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

64

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

4096

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
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
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RC3
SCL
I2C Data
RC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

I2C Isolator 4 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
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
MCU DIP 28 hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 28pin-DIP Access - 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

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 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cisolator4_generic_write - I2C隔离器4 I2C写入功能。

  • i2cisolator4_generic_read - I2C隔离器4 I2C读取功能。

  • i2cisolator4_set_slave_address - I2C隔离器4 设置I2C从设备地址功能。

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 I2cIsolator4 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the I2C Isolator 4 click driver.
 * This demo application shows an example of an I2C Isolator 4 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 4 click board™.
 * Logs pressure difference [ Pa ] and temperature [ degree Celsius ] values 
 * of the VAV Press click wired to the I2C Isolator 4 click board™.  
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *
 * @note
 * void get_dif_press_and_temp ( void ) - Get differential pressure and temperature function. 
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cisolator4.h"

#define I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_DEV_ADDR                            0x5C
#define I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_CMD_START_PRESSURE_CONVERSION       0x21
#define I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_PRESS_SCALE_FACTOR                  1200
#define I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_TEMP_SCALE_FACTOR                     72
#define I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_READOUT_AT_KNOWN_TEMPERATURE         105
#define I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_KNOWN_TEMPERATURE_C                   23.1

static i2cisolator4_t i2cisolator4;
static log_t logger;
static float diff_press;
static float temperature;

void get_dif_press_and_temp ( void ) {
    uint8_t rx_buf[ 4 ];
    int16_t readout_data;
    
    i2cisolator4_generic_read( &i2cisolator4, I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_CMD_START_PRESSURE_CONVERSION, &rx_buf[ 0 ], 4 );
    
    readout_data = rx_buf[ 1 ];
    readout_data <<= 9;
    readout_data |= rx_buf[ 0 ];
    readout_data >>= 1;
    
    diff_press = ( float ) readout_data;
    diff_press /= I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_PRESS_SCALE_FACTOR;
   
    readout_data = rx_buf[ 3 ];
    readout_data <<= 8;
    readout_data |= rx_buf[ 2 ];
    
    temperature = ( float ) readout_data;
    temperature -= I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_READOUT_AT_KNOWN_TEMPERATURE;
    temperature /= I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_TEMP_SCALE_FACTOR;
    temperature += I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_KNOWN_TEMPERATURE_C;
    
}

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;                    /**< Logger config object. */
    i2cisolator4_cfg_t i2cisolator4_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.

    i2cisolator4_cfg_setup( &i2cisolator4_cfg );
    I2CISOLATOR4_MAP_MIKROBUS( i2cisolator4_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = i2cisolator4_init( &i2cisolator4, &i2cisolator4_cfg );
    if ( init_flag == I2C_MASTER_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "     Set I2C Slave Address      \r\n" );
    i2cisolator4_set_slave_address ( &i2cisolator4, I2CISOLATOR4_VAV_PRESS_DEV_ADDR );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) {
    get_dif_press_and_temp( );
    log_printf( &logger, " Diff. Pressure    : %.4f Pa\r\n", diff_press );
    log_printf( &logger, " Temperature       : %.4f C\r\n", temperature );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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