中级
30 分钟

使用AD7091R和PIC18LF26K80将模拟信号转换为数字信号,并在它们之间增加电气隔离

精确隔离和数字化

ISO ADC 2 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 26, 2024

点击板

ISO ADC 2 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18LF26K80

释放我们尖端 A/D 转换器的隔离能力!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ISO ADC 2 Click 基于 AD7091R,这是一款带隔离 DC-DC 转换器的 12 位逐次逼近型模数转换器 (ADC),由 Analog Devices 提供。此 Click board™ 允许单电源操作,并由活跃的 Analog Devices 组件组成:AD8616,一个电平移位电路;AD7091R,一个 ADC 阶段;以及 ADuM5401,一个输出隔离阶段。AD8616 被选用于此应用,因为它具有低偏移电压、低偏置电流和低噪声。运算放大器的输出为 0.1V 到 2.4V,这与 ADC 的输入范围 (0V 到 2.5V) 匹配,留有 100mV 的安全裕度以保持线性。运算放大器输出级后面是一个单极 RC 滤波器 

(R2/C9),用于减少带外噪声。电路的下一部分是 AD7091R,选择该 ADC 是因为它的超低功耗,显著低于任何竞争的 A/D 转换器。它具有断电选项,通过串行接口实现,以在转换之间节省电力,这在数据手册的操作模式部分中有描述。成功转换后,ADC 通过 ADuM5401 四通道数字隔离器提供的电气隔离将数据发送到 MCU,隔离器集成了 DC-DC 转换器。隔离器具有二级控制器架构,带有隔离脉宽调制 (PWM) 反馈,工作原理与大多数开关电源相同。ISO ADC 2 Click 使用 3 线 SPI 串行接口与 MCU 通信,该接口在高达 50MHz 的时钟速

率下工作,用于访问结果寄存器的数据并控制设备的操作模式。AD7091R 的 CONVST 信号路由到 mikroBUS™ 上的 RST 引脚,用于启动转换过程、数据采集并选择操作模式。此 ADC 要求用户在上电时启动软件复位,应该注意的是,未能应用正确的软件复位命令可能导致设备故障。此 Click board™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这使得 3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,该 Click board™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

ISO ADC 2 Click top side image
ISO ADC 2 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

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

64

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

3648

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Conversion Initialization
RA0
RST
SPI Chip Select
RA5
CS
SPI Clock
RC3
SCK
SPI Data OUT
RC4
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ISO ADC 2 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
GNSS2 Click complete accessories setup image 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

该库包含 ISO ADC 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • isoadc2_read_adc - 读取 12 位 ADC 数据的功能

  • isoadc2_get_mv - 将 ADC 数据转换为毫伏 (mV) 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 main.c
 * @brief IsoAdc2 Click example
 *
 * # Description
 * This is an example that demonstrates the use of the ISO ADC 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of SPI module and additional GPIO pins.
 *
 * ## Application Task
 * Every second reads ADC data and voltage in mV and logs result.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "isoadc2.h"

static isoadc2_t isoadc2;
static log_t logger;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    isoadc2_cfg_t isoadc2_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.

    isoadc2_cfg_setup( &isoadc2_cfg );
    ISOADC2_MAP_MIKROBUS( isoadc2_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = isoadc2_init( &isoadc2, &isoadc2_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

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

void application_task ( void ) {
    uint16_t rx_data;
    uint16_t mv_data;
    
    isoadc2_read_adc( &isoadc2, &rx_data );
    Delay_ms ( 100 );
    isoadc2_get_mv( &isoadc2, &mv_data );
    
    log_printf( &logger, " ADC: %d \r\n", rx_data );
    log_printf( &logger, " VIN: %d mV\r\n", mv_data );
    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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