初学者
10 分钟

使用MCP2003B和PIC18F57Q43扩展车辆传感器网络和其他类似系统中的LIN总线通信能力

广泛用于车辆和工业环境中的LIN总线系统的物理接口

MCP2003B Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

MCP2003B Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

通过LIN(Local Interconnect Network)总线系统,在汽车和工业环境中实现通信。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MCP2003B Click基于Microchip的MCP2003B,这是一款LIN收发器。该收发器具有内部电路的短路和过温保护功能。它设计用于汽车环境中,在满足所有严格的静态要求的同时,可以在指定的瞬态条件下工作。MCP2003B具有非常高的电磁免疫性(EMI)、60V负载转储保护、高静电放电(ESD)免疫性,无需TVS,以及非常高的抗射频干扰能力。它还可以在低功耗模式下工作,并具有自动热关闭功能。其中一种保护是直接电容耦合鲁棒性,无需瞬态电压抑制器(TVS)的±35V和±85V在LBUS上,地线丢失保护、反向供电保护等。MCP2003B Click有四种操作模式:电源关闭模式、准备模式、工作模式和发送器关闭模式。在电源关闭模式下,即最低功耗模式下,除唤醒引脚(LWK在未安装的标头上)外,所有功能都关闭。LIN总线活动通常会在70μs内将设备从电源关闭模式切换到准备模式。在准备模

式下,接收器已启动并准备接收数据,而发送器被禁用。在工作模式下,所有内部模块都是可操作的。当由于故障条件而禁用发送器时,例如由于热超载、总线争用、RSD监 视和TXD定时器到期而达到发送器关闭模式。对于典型的主节点应用,MCP2003B要求将芯片的LBUS线连接到LIN总线的VBB,可通过安装了L-PULL跳线实现。在其他场景中,例如LIN从节点,则可以移除此跳线。为了与主机MCU通信,MCP2003B使用UART接口,默认使用常用的UART RX和TX引脚作为其通信协议,用于传输和交换数据。RX引脚由内部监控,必须保持高电平,而操作模式下的LBUS处于低位状态。否则,将创建内部故障,并且设备将转换为发送器关闭模式。一个电压调节器感应电路,由MCP1804调节器组成,并通过MCP2003B本身进行控制,连接到RX引脚,当LBUS线处于低电平时(RX处于高逻辑状态)内部监控RX引脚。

如果RX引脚处于开路状态,则不会允许设备切换(或保持)在操作模式。这就是为什么 RX引脚通过拉高2.2kΩ电阻连接到有效供电的电压调节器的原因。CS SEL跳线可用于将MCP2003B的片选引脚永久连接到逻辑高电平(默认设置),从而始终启用,或者MCU通过mikroBUS™插座的CS执行此功能。额外的引脚LWK(CS在mikroBUS™插座上)、CS(MCP2003B上的唤醒引脚)、TX和RX也可以上方的mikroBUS™使用,并且可用于外部控制。唤醒从电源关闭模式可以仅通过此标头的LWK引脚进行控制。RXD、TXD、CS和LWK引脚具有耐高电压能力。此Click板™只能使用3.3V逻辑电压级操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级转换。但是,Click板™配备有包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

MCP2003B 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

Voltage Regulator Monitor
PA0
AN
NC
NC
RST
Chip Select
PD4
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
UART TX
PC3
TX
UART RX
PC2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

MCP2003B 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

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

这个库包含了MCP2003B Click驱动程序的API。

关键函数:

  • mcp2003b_generic_write - 使用UART串行接口写入指定数量的数据字节的函数

  • mcp2003b_generic_read - 使用UART串行接口读取指定数量的数据字节的函数

  • mcp2003b_set_cs_pin - 设置芯片选择(CS)引脚逻辑状态的函数

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 MCP2003B Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an MCP2003B click board by showing
 * the communication between the two click board configured as a receiver and transmitter.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger and displays the selected application mode.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or 
 * sends the desired message every 3 seconds.
 *
 * @note
 * The click boards should be connected as follows: VBB->VBB, LBUS->LBUS, GND->GND.
 * The communication power supply voltage provided on VBB pin should be in range from 5.5V to 30V.
 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mcp2003b.h"

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

#define DEMO_TEXT_MESSAGE   "MIKROE - MCP2003B click board\r\n"

static mcp2003b_t mcp2003b;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    mcp2003b_cfg_t mcp2003b_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.
    mcp2003b_cfg_setup( &mcp2003b_cfg );
    MCP2003B_MAP_MIKROBUS( mcp2003b_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == mcp2003b_init( &mcp2003b, &mcp2003b_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    mcp2003b_generic_write( &mcp2003b, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_printf( &logger, "%s", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    Delay_ms( 3000 ); 
#else
    uint8_t rx_data = 0;
    if ( mcp2003b_generic_read( &mcp2003b, &rx_data, 1 ) > 0 )
    {
        log_printf( &logger, "%c", rx_data );
    }
#endif
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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