初学者
10 分钟

使用ISO1540和PIC18F57Q43确保I2C数据交换的安全性

完全隔离,完全双向I2C

I2C Isolator Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

I2C Isolator Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

将您的工程解决方案提升到一个新的水平,采用隔离的双向 I2C 兼容通信。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C Isolator Click 基于 ISO1540,这是一款来自德州仪器(Texas Instruments)的 2.5kVrms I2C 数字隔离器。ISO1540 实现了完全隔离的 I2C 接口,支持高达 1MHz 的快速模式加速,并具有两个隔离的双向通道,用于时钟和数据线。与光耦合器相比,它在性能、尺寸和功耗方面具有优势,适用于多主机和可能出现从机时钟拉伸的应用。 通过在 MCU 侧将低电平输出电压抵消到高

于其高电平输入电压的值,实现隔离的双向通信,防止发生标准数字隔离器会出现的内部逻辑锁存。ISO1540 通过使用硅二氧化物(SiO2)屏障的德州仪器电容隔离技术,将逻辑输入和输出缓冲区隔离开来。此外,ISO1540 将双向线路内部分隔为两个单向线路,每个线路通过单通道数字隔离器 进行隔离。这样,每个通道的输出都采用开漏式,以符合 I2C 的开漏技术。当与隔离电

源一起使用时,ISO1540 可以阻挡高电压,隔离地面,并防止噪声电流进入局部地面,干扰或损坏敏感电路。这款 Click 板™可以通过 VCC1 SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 的逻辑电压级别,因此 3.3V 和 5V 兼容的 MCU 均可正确使用通信线路。该 Click 板™配备了一个库,包含易于使用的函数和一个示例代码,可用作开发参考。

I2C Isolator 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
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
I2C Clock
PB2
SCL
I2C Data
PB1
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

I2C Isolator 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
Curiosity Nano with PICXXX Access MB 1 - upright/background 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

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

此库包含 I2C Isolator Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cisolator_generic_write - 通用写入功能。

  • i2cisolator_generic_read - 通用读取功能。

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 I2Cisolator Click example
 * 
 * # Description
 * This is an example which demonstrates the use of I2C Isolator Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - I2C,
 * sets configuration of TMP007 sensor on IrThermo 2 click and start to write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * In this example we use IrThermo 2 click, measures the temperature with,
 * and calculate the temperature in degrees Celsius [ C ].
 * Results are being sent to the USART Terminal where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart each second.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cisolator.h"

/* Register Address */
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CONFIGURATION                       0x02
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_OBJECT_TEMPERATURE              0x03
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STATUS_MASK_AND_ENABLE       0x05

/* Commands */       
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_MODEON                           0x1000
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_ALERTEN                           0x0100
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_TRANSC                            0x0040
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_16SAMPLE                         0x0800
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STAT_ALERTEN                         0x8000
#define I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STAT_CRTEN                            0x4000

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

static i2cisolator_t i2cisolator;
static log_t logger;
static float temperature;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void i2cisolator_get_temperature ( void )
{
    uint8_t temp_data[ 2 ];
    uint16_t temp;
    
    i2cisolator_generic_read( &i2cisolator, I2CISOLATOR_IRTHERMO2_OBJECT_TEMPERATURE, temp_data, 2 );
    
    temp = temp_data[ 0 ];
    temp <<= 8;
    temp |= temp_data[ 1 ];
    temp >>= 2;
    temperature = ( float ) temp;
    temperature *= 0.03125;
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    i2cisolator_cfg_t cfg;
    uint8_t tmp;

    /** 
     * 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.

    i2cisolator_cfg_setup( &cfg );
    I2CISOLATOR_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    i2cisolator_init( &i2cisolator, &cfg );

    log_printf( &logger, "    Driver  Initialized\r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
    
    tmp =    I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_MODEON |
                I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_ALERTEN | 
                I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_TRANSC | 
                I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CFG_16SAMPLE;
    i2cisolator_generic_write( &i2cisolator, I2CISOLATOR_IRTHERMO2_CONFIGURATION, &tmp, 1 );

    tmp =    I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STAT_ALERTEN | 
                I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STAT_CRTEN;
    i2cisolator_generic_write( &i2cisolator, I2CISOLATOR_IRTHERMO2_STATUS_MASK_AND_ENABLE, &tmp, 1 );    
    
    log_printf( &logger, "       Configuration\r\n" );
    log_printf( &logger, "      IrThermo 2 Click\r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    i2cisolator_get_temperature( );   
    
    log_printf( &logger, " Temperature : %0.2f C\r\n", temperature );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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