中级
30 分钟

使用 MAX22000 和 PIC18LF24K50 实现无缝信号转换

ADC + DAC 的完美和谐

ADAC 2 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

ADAC 2 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18LF24K50

对于需要合并 ADC 和 DAC 操作的应用,这是一个完整的解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ADAC 2 Click 基于 Analog Devices 的 MAX22000,这是一款工业级、软件可配置的模拟输入/输出解决方案。它在发送路径提供高性能的 18 位 DAC,并在接收路径提供 24 位增量-Δ ADC。发送路径(模拟输出)和接收路径(模拟输入)完全独立;因此,它们可以针对不同的配置和操作模式进行编程。由于其出色的性能和特性,该板设计用于支持各种工业应用,如可编程逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)和需要可配置模拟 I/O 的过程控制应用。该 Click board™ 通过标准 SPI 接口与 MCU 进行通信,用于所有配置和管理信息,最大频率为 20MHz。MAX22000 为其输入和输出提供了多种电压和电流范围,以保持最佳的准确性。它将线性范围设置为名义范围的 105%,将满量程设置为名义范围的 125%。

例如,对于 ±10V 的名义范围,MAX22000 提供 ±10.5V 的线性范围和 ±12.5V 的满量程范围。可以通过配置适当的寄存器来实现其他范围。MAX22000 还提供一个标记为 CIO 的输出,配置为电压或电流输出,以及三个模拟输入(AI4、AI5 和 AI6),可配置为电压或电流输入。除了作为通用模拟输入的用途外,AI5 和 AI6 引脚还可以配置为低电压或高电压输入的差分可编程增益放大器(PGA),以支持 RTD 和热电偶测量。高性能滤波器允许 ADC 在选定的 ADC 数据速率下提供 50Hz/60Hz 正常模式拒绝。使用 AI5 和 AI6 引脚进行电流测量依赖于外部精密电阻器进行电流-电压转换。额外的 GPIO 引脚可以控制外部模拟开关,用于电流测量时的连接或断开电流感应电阻,该电流测量不使用差分传感器。此外,还使用了几个 

mikroBUS™ 引脚。连接到 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚的主动低电平复位信号可以激活系统的硬件复位(所有寄存器回到上电默认状态,模拟输出变为高阻态,模拟输入停止供电,ADC 转换停止),而连接到 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚代表标准中断功能,提供用户反馈信息。还有一个额外的数据准备中断,标记为 RDY,连接到 mikroBUS™ 插座的 AN 引脚上,用于在数据寄存器中有新的 ADC 转换结果可用时发出信号。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。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水平转换。然而,该 Click board™ 配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

ADAC 2 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)

16

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Data Ready
RA3
AN
Reset
RA0
RST
SPI Chip Select
RA5
CS
SPI Clock
RC3
SCK
SPI Data OUT
RC4
MISO
SPI Data IN
RC5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
RB1
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

原理图

ADAC 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
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

应用输出通过UART模式

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "FLASH" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上。

2. 编程完成后,点击右上角面板中的工具图标,选择 UART 终端

3. 打开 UART 终端标签后,首先在选项菜单中检查波特率设置(默认是 115200)。如果该参数正确,通过点击 "CONNECT" 按钮激活终端。

4. 现在,终端状态从 Disconnected 变为绿色的 Connected,数据将显示在 Received data 字段中。

UART_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 ADAC 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • adac2_set_active_ain_channel - 此函数设置活动的模拟输入通道。

  • adac2_read_voltage - 此函数读取上一次转换的原始 ADC 值,并将其转换为电压。

  • adac2_write_dac - 此函数通过向 AO_DATA_WR 寄存器写入数据设置模拟输出

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief ADAC 2 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of ADAC 2 click board by setting the DAC output (CIO)
 * and reading the ADC results from a single-ended channel (AI4) and from a differential
 * channel (AI5+, AI6-) as well as toggling all GPIO pins.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration which enables
 * DAC voltage output, sets the analog input mode to single-ended for AI4 and 
 * differential (AI5+, AI6-), and enables all GPIOs as output.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the ADC results from a single-ended (AI4) and a differential (AI5+, AI6-) channels,
 * then sets the raw DAC output increasing the value by 10000 after each iteration, and toggles
 * all GPIO pins. The results will be displayed on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "adac2.h"

static adac2_t adac2;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    adac2_cfg_t adac2_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.
    adac2_cfg_setup( &adac2_cfg );
    ADAC2_MAP_MIKROBUS( adac2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == adac2_init( &adac2, &adac2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( ADAC2_ERROR == adac2_default_cfg ( &adac2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage;
    if ( ADAC2_OK == adac2_set_active_ain_channel ( &adac2, ADAC2_CH_AI4_SINGLE_ENDED ) )
    {
        adac2_start_conversion ( &adac2, ADAC2_DATA_RATE_450_SPS );
        // Waits for the availability of the conversion result
        while ( adac2_get_rdy_pin ( &adac2 ) );
        adac2_stop_conversion ( &adac2 );
        if ( ADAC2_OK == adac2_read_voltage ( &adac2, ADAC2_FULL_SCALE_RANGE_12p5V, &voltage ) )
        {
            log_printf ( &logger, " Channel AI4 single-ended: %.2f V\r\n", voltage );
        }
    }
    if ( ADAC2_OK == adac2_set_active_ain_channel ( &adac2, ADAC2_CH_AI5_AI6_DIFFERENTIAL_25V ) )
    {
        adac2_start_conversion ( &adac2, ADAC2_DATA_RATE_450_SPS );
        // Waits for the availability of the conversion result
        while ( adac2_get_rdy_pin ( &adac2 ) );
        adac2_stop_conversion ( &adac2 );
        if ( ADAC2_OK == adac2_read_voltage ( &adac2, ADAC2_FULL_SCALE_RANGE_25V, &voltage ) )
        {
            log_printf ( &logger, " Channel AI5-AI6 differential: %.2f V\r\n", voltage );
        }
    }
    
    static int32_t dac = ADAC2_DAC_MIN_VALUE;
    if ( ADAC2_OK == adac2_write_dac ( &adac2, dac ) )
    {
        log_printf ( &logger, " DAC: %ld\r\n", dac );
        dac += 5000;
        if ( dac > ADAC2_DAC_MAX_VALUE )
        {
            dac = ADAC2_DAC_MIN_VALUE;
        }
    }
    
    uint32_t gpio_data;
    if ( ADAC2_OK == adac2_read_register ( &adac2, ADAC2_REG_GEN_GPIO_CTRL, &gpio_data ) )
    {
        gpio_data ^= ADAC2_GPIO_ALL_MASK;
        if ( ADAC2_OK == adac2_write_register ( &adac2, ADAC2_REG_GEN_GPIO_CTRL, gpio_data ) )
        {
            log_printf ( &logger, " GPIO: 0x%.2X\r\n\n", ( uint16_t ) ( gpio_data & ADAC2_GPIO_ALL_MASK ) );
        }
    }
    Delay_ms ( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

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