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30 分钟

通过使用KMR221和PIC18F57Q43,实现精确的电压管理尽在指尖

每次按下按钮,切换电压

Analog Key Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 27, 2024

点击板

Analog Key Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

这种模拟键盘配备了六个触觉按钮,允许用户以无与伦比的精度从一系列电压水平中进行选择,非常适合各种电气应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Analog Key Click基于C&K的KMR221,这是一个高质量的单刀单掷(SPST)开关。这些按钮的额定切换周期高达300,000次,且具有小于100 mΩ的非常低的开启电阻。这些按钮橡胶化,按下时有舒适的触觉感受。按下按钮时,相应的连接点会被重定向到德州仪器的低功耗运算放大器OPA344的输入,该放大器配置为单位增益工作,形成微控制器(MCU)输入的缓冲器。这防止了MCU输入引脚阻抗的变化,并提供了一定程度的静电放电

(ESD)保护。通过用两个等效电阻(上部电阻组的RE1和下部电阻组的RE2)替代电压分配器电阻,可以更好地理解原理:当按下顶部按钮(T1)时,等效RE1电阻将为0 Ω,因此,无论RE2电阻如何,AN引脚处的电压将等于VCC。当按下第二个按钮(T2)时,等效RE1电阻为1 kΩ,而RE2电阻为5K。电压分配器的VCC电压可以使用Click板™上的SMD跳线选择,标记为VSEL。此跳线选择3.3V或5V mikroBUS™电源轨作为VCC源。

由于许多MCU无法容忍引脚上的5V电压,VSEL位置默认设置为3.3V。然而,如果特定应用需要5V操作,只需将VSEL跳线的位置移到5V位置即可。选定的输出电压出现在Analog Key Click的mikroBUS™的AN引脚上,标记为VO。然后可以由MCU的A/D转换器采样并用于控制设备。由于Analog Key Click仅需一个引脚即可运行,因此非常适用于引脚数量受限的问题严重的应用。

Analog Key Click top side image
Analog Key Click bottom side image

功能概述

开发板

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PA0
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Analog Key Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC18F57Q43 Curiosity MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

该库包含Analog Key Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • analogkey_get_key - 返回按下了哪个按钮的功能。

  • analogkey_set_resolution - 设置分辨率的功能。

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 AnalogKey Click example
 * 
 * # Description
 * This application logs what button is pressed.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads ADC value and detects which button is pressed based on that value.
 * 
 * 
 * \author Nemanja Medakovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "analogkey.h"

#define ANALOGKEY_N_SAMPLES  50

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

static analogkey_t analogkey;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    analogkey_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... ----" );

    analogkey_cfg_setup( &cfg );
    ANALOGKEY_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( analogkey_init( &analogkey, &cfg ) == ADC_ERROR )
    {
        log_info( &logger, "---- Application Init Error. ----" );
        log_info( &logger, "---- Please, run program again... ----" );

        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, "---- Application Init Done. ----\n" );
}

void application_task ( void )
{
    float an_voltage = 0;
    analogkey_key_id_t key;
    float an_average = 0;
    
    an_voltage = analogkey_read_voltage( &analogkey );
    
    if ( an_voltage > 0.2 )
    {
        an_average += an_voltage / ANALOGKEY_N_SAMPLES;
        for ( uint8_t cnt = 0; cnt < ANALOGKEY_N_SAMPLES - 1; cnt++ )
        {
            an_voltage = analogkey_read_voltage( &analogkey );
        
            an_average += an_voltage / ANALOGKEY_N_SAMPLES;
        }
    }
    
    if ( ( key = analogkey_get_key( &analogkey, an_average ) ) != ANALOGKEY_TOUCH_KEY_NONE )
    {
        log_printf( &logger, " T%u is pressed.\r\n", (uint16_t)key );
        
        while ( analogkey_read_voltage( &analogkey ) > 0.2 ) {
             Delay_ms ( 1 );   
        }
    
        log_printf( &logger, " T%u is released.\r\n", (uint16_t)key );
        Delay_ms ( 10 );
    }
}

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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