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30 分钟

使用LDC1312-Q1和PIC18LF25K42将电感测量转化为数字数据

您的电感到数字转换器!

LDC Click with EasyPIC v8

已发布 6月 26, 2024

点击板

LDC Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18LF25K42

解锁无限可能性,借助我们的电感-数字奇迹,将电感值轻松转换为数字数据,使其成为实时监测、质量控制和系统自动化的重要组成部分。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LDC Click基于德州仪器的LDC1312-Q1,这是一款双通道、12位电感到数字转换器(LDCs),用于电感传感解决方案。这个Click board™易于使用,只需要在1kHz和10MHz之间的传感器频率即可开始传感。它测量LC谐振器的振荡频率,并输出与频率成比例的数字值。电感传感在低成本和功耗下提供了比竞争技术更好的性能、可靠性和灵活性。该板适用于对导电目标的位置、运动或组成进行精确的短程测量。与交流电磁(EM)场接触的导电物体会引起场变化,可以使用感应器(如电感器)来检测这些变化。方便地,电感器和电容

器用于构建LC谐振器,也称为LC谐振器,以产生EM场。在LC谐振器的情况下,场扰动的效果是传感器的电感的明显变化,这可以观察为谐振频率的变化-使用这个原理,LDC1312-Q1工作。LDC Click使用标准的I2C 2-Wire接口与MCU通信,最大时钟频率为400kHz。除了I2C通信外,还使用了连接到mikroBUS™插座引脚的两个GPIO引脚。连接到mikroBUS™插座的RST引脚的SD引脚用于将LDC1312-Q1置于关断模式,节省电流,而INT引脚可以配置为中断,以通知主机MCU系统状态的变化。此外,它还允许通过将标记为ADDR

 SEL的SMD跳线器放置在标记为1和0的适当位置来选择其I2C从机地址的最低有效位。它还可以连接额外的外部LC传感器,允许您替换提供的板载传感器,并在标记为COIL1和COIL2的位置焊接您自己的传感器。此Click board™只能在3.3V逻辑电压电平下操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

LDC Click top side image
LDC 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)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Shutdown
RA0
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
RB1
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RC3
SCL
I2C Data
RC4
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LDC 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

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 LDC Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ldc_get_interrupt - 获取中断引脚状态

  • ldc_get_frequency - 获取特定通道计算的频率值

  • ldc_calculate_inductance - 计算相对于频率的电感值

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 LDC Click example
 *
 * # Description
 * This example showcases the ability of the device to detect 
 * metal objects. It configures a device for reading data from 
 * channel 0, checks if ID's are OK and reads data when interrupting 
 * is asserted and logs result.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of communication modules (I2C, UART) and 
 * additional pins. Then configures the device for reading data from 
 * channel 0, and checks if device ID's are correctly read, and
 * read the currently set divider.
 *
 * ## Application Task
 * Checks if interrupt pin is asserted, if so reads data from channel 0.
 * Calculates and returns the frequency of the sensor. If the frequency 
 * is greater than 0, then it calculates the inductance of the sensor. 
 * It will log error and error values if it occurred.
 * 
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ldc.h"
#include "math.h"

static ldc_t ldc;
static log_t logger;

uint16_t divider;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    ldc_cfg_t ldc_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.
    ldc_cfg_setup( &ldc_cfg );
    LDC_MAP_MIKROBUS( ldc_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = ldc_init( &ldc, &ldc_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }

    if ( ldc_default_cfg ( &ldc ) < 0 )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration. " );
        for ( ; ; );
    }
    
    uint16_t temp_data = 0;
    ldc_generic_read( &ldc, LDC_REG_MANUFACTURER_ID, &temp_data );
    log_printf( &logger, "> Manufacturer ID: 0x%.4X\r\n", temp_data );
    if ( LDC_MANUFACTURER_ID != temp_data )
    {
        log_error( &logger, " Manufacturer ID. " );
        for ( ; ; );
    }
    
    ldc_generic_read( &ldc, LDC_REG_DEVICE_ID, &temp_data );
    log_printf( &logger, "> Device ID 0x%.4X\r\n", temp_data );
    if ( LDC_DEVICE_ID != temp_data )
    {
        log_error( &logger, " Device ID. " );
        for ( ; ; );
    }
    
    ldc_generic_read( &ldc, LDC_REG_CLOCK_DIVIDERS_CH0, &temp_data );
    divider = temp_data & 0x3FF;
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( !ldc_get_interrupt( &ldc ) )
    {
        float frequency = 0.0;
        float inductance = 0.0;
        uint16_t status = 0;
        ldc_generic_read( &ldc, LDC_REG_STATUS, &status );
        if ( status & LDC_STATUS_DRDY )
        {
            err_t ret_val = ldc_get_frequency( &ldc, LDC_REG_DATA_CH0, divider, &frequency );
            if ( !ret_val )
            {
                log_printf( &logger, "> Freq[MHz]: %.3f\r\n", frequency );
                if ( frequency > 0 )
                {
                    inductance = ldc_calculate_inductance( frequency );
                }
                log_printf( &logger, "> L[uH]: %.3f\r\n", inductance );
                log_printf( &logger, "> ************************\r\n" );
                
                Delay_ms ( 500 );
            }
            else
            {
                log_error( &logger, " Reading data: %ld", ret_val );
            }
        }
    }
}

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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