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30 分钟

使用ADAQ7768-1和PIC18F57Q43创建高度紧凑的高性能数据采集解决方案

简化数据收集 - 节省时间和精力

DAQ Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

DAQ Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

使用我们的用户友好解决方案简化复杂的数据采集挑战。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DAQ Click基于Analog Devices的ADAQ7768-1,这是一个24位精密数据采集μ模块系统,将信号调理、转换和处理模块封装到一个SiP中,实现了高度紧凑、高性能的精密数据采集系统的快速开发。 ADAQ7768-1由低噪声、高带宽可编程增益仪器放大器(PGIA)组成,能够在保持高输入阻抗的同时放大和衰减信号。此外,它具有线性相位抗混叠滤波器、高性能的24位Σ-Δ ADC、可编程数字滤波器、低压差线性稳压器、参考缓冲器和信号链所需的关键被动器件。 ADAQ7768-1的宽共模输入范围使其能够接受各种信号波动。它支持全差分输入信号连接,最大电压范围为±12V,具有出色的共模抑制比。输入信号完全缓冲,具有低输入偏置电流,使得ADAQ7768-1能够直接与高输出阻抗的传感器进行接口。 ADAQ7768-1的PGA需要±15V的电压来供应前端放大器。因此,来自Analog Devices的双通道低噪声偏置发生器LT3095提供了3V3 mikroBUS™总线的+15V。通过组合ADP2300降压稳压器和小型低噪声LDO

 ADP7182,同样来自Analog Devices,也从3V3 mikroBUS™总线中获得了-15V电源。 PGIA具有六个增益设置,能够使输入范围从±0.197V到±12.603V的全差分输入信号进行变化,可通过由ADAQ7768-1的三个多功能GPIO引脚(MODE1-3)控制的GAIN引脚进行配置。一个集成的四阶低通模拟滤波器与用户可编程数字滤波器确保信号链完全受到保护,抵御输入节点处的高频噪声和带外频率。该滤波器设计旨在实现高相位线性和最大带内幅值响应平坦度。ADAQ7768-1内部是一个高性能的、24位精密的、单通道Σ-Δ转换器,具有优异的交流性能和直流精度,通过16.384MHz的板载晶体(时钟源)的吞吐量达到256kSPS。除了内部时钟源外,用户还可以使用带到标记为EXT CLK的连接器的外部时钟。时钟源由位置标记为INT/EXT的跳线选择。由于LT3095生成了两个独立的供电,除了-15V外,该稳压器还提供了ADAQ7768-1内部LDO所需的5.3V电压,其输出供应了板载电压参考 - ADR4540。 该Click 

board™还允许用户过滤参考电压本身,可选择使用OpAmp实现的参考缓冲器ADA4807-1,它提供高速性能和直流精度,低噪声失真和功率以维持参考的准确性。 该Click board™通过标准SPI接口与MCU通信,以编程内部寄存器,完全控制ADAQ7768-1。此外,它还使用了几个GPIO引脚,例如路由到mikroBUS™插座的RST引脚上的复位引脚,通过低逻辑电平将模块置于复位状态,额外的数据准备信号,路由到mikroBUS™插座的INT引脚上,标记为RDY,指示主机有新的数据可用,并且一个额外的用户可配置的通用IO引脚,标记为IO3,路由到mikroBUS™插座上的PWM引脚。 该Click board™只能以3.3V逻辑电压电平操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。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。

DAQ Click hardware overview 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

NC
NC
AN
Reset
PA7
RST
SPI Chip Select
PD4
CS
SPI Clock
PC6
SCK
SPI Data OUT
PC5
MISO
SPI Data IN
PC4
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
General-Purpose I/O
PB0
PWM
Data Ready
PA6
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DAQ 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
Charger 27 Click complete accessories setup image 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 DAQ Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • daq_set_gain - 设置增益范围。

  • daq_read_data - 读取 ADC 数据。

  • daq_calculate_voltage - 将原始 ADC 数据转换为电压。

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 DAQ Click example
 *
 * # Description
 * This example showcases ability of the device to read ADC 
 * data and calculate voltage for set configuration.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of communication modules (SPI, UART) and
 * additional pins for controling device. Resets device and
 * then configures default configuration and sets read range
 * by setting gain to +-12V. In the end reads vendor and 
 * device ID to confirm communication.
 *
 * ## Application Task
 * Reads ADC data and calculates voltage from it, every 0.3 seconds.
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "daq.h"

static daq_t daq;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    daq_cfg_t daq_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.
    daq_cfg_setup( &daq_cfg );
    DAQ_MAP_MIKROBUS( daq_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = daq_init( &daq, &daq_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    if ( daq_default_cfg ( &daq ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Default configuration. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    uint8_t id = 0;
    daq_generic_read( &daq, DAQ_REG_VENDOR_H, &id, 1 );
    log_printf( &logger, " > Vendor: \t0x%.2X", ( uint16_t )id );
    daq_generic_read( &daq, DAQ_REG_VENDOR_L, &id, 1 );
    log_printf( &logger, "%.2X\r\n", ( uint16_t )id );
    daq_generic_read( &daq, DAQ_REG_PRODUCT_ID_H, &id, 1 );
    log_printf( &logger, " > ID: \t\t0x%.2X", ( uint16_t )id );
    daq_generic_read( &daq, DAQ_REG_PRODUCT_ID_L, &id, 1 );
    log_printf( &logger, "%.2X\r\n", ( uint16_t )id );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    int32_t adc_data = 0;
    float voltage = 0.0;
    daq_read_data( &daq, &adc_data );
    daq_calculate_voltage( &daq, adc_data, &voltage );
    
    log_printf( &logger, " > Data: %ld\r\n", adc_data );
    log_printf( &logger, " > Voltage: %.2f\r\n", voltage );
    log_printf( &logger, "***********************************\r\n" );
    Delay_ms ( 300 );  
}

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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