初学者
10 分钟

使用PCA9685和PIC18F57Q43体验无限PWM可能性

16通道,1个接口 - 完全掌控PWM

PWM Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 26, 2024

点击板

PWM Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

这种创新解决方案通过单一的 I2C 接口无缝控制 16 个 PWM 输出,为用户在管理其设备和应用程序时提供了无与伦比的精确性和多功能性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

PWM Click 基于 NXP Semiconductors 的 PCA9685,这是一个完全可编程的 16 通道 PWM 控制器。每个输出通道具有 12 位分辨率(4096 步骤)固定频率单独的 PWM 控制器,其工作频率可编程,从典型的 24Hz 到 1526Hz,占空比可从 0% 调整到 100%。所有通道都设置为相同的 PWM 频率。虽然它主要用于驱动 LED,但这个 Click 板™也可用于其他目的,如电机和工业控制、机器人技术以及其他可以从拥有紧凑型 16 通道 PWM 驱动器中受益的应用。每个输出通道可以关闭或打开,没有 PWM 控制,或设置在其各自的  PWM 控制器值,这最大限度地减少了电流激增。每 16 个通道的开启和关闭延时是独立编

程的。输出通道被编程为开漏输出,具有 25mA 的电流下沉能力,或者为图腾柱输出,具有 5V 下的 25mA 下沉和 10mA 源能力。PWM Click 通过标准 I2C 两线接口与 MCU 通信,用于读取数据和配置设置,支持高达 1MHz 的快速模式加。它还具有一个 7 位从属地址,前四个 MSB 固定为 1000。从属地址引脚 A0、A1 和 A2 由用户编程,决定从属地址的三个 LSB 的值。这些地址引脚的值可以通过定位板上标有 I2C ADR 的 SMD 跳线帽到适当位置(标记为 0 或 1)来设置。它还具有额外的使能信号,通过 mikroBUS™ 插座上标记为 EN 的 RST 引脚路由,允许异步控制 输出通道。它也可以用来将所有输出设置为

 I2C 可编程的逻辑状态,或外部“脉冲宽度调制”输出。当软件控制需要同时调暗或闪烁多个设备时,这一点很有用。此外,这个 Click 板™还有两个未填充的头,通过这些头可以连接多达七个额外的 PWM Click 板™。借助 I2C ADR 跳线帽,可以为每块板指定不同的 I2C 地址,允许在单个 I2C 线上拥有 112 个 PWM 输出。这个 Click 板™可以通过 PWR SEL 跳线帽选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平运行。这样,允许 3.3V 和 5V 能力的 MCU 适当使用通信线路。此外,这个 Click 板™还配备了一个包含易于使用的功能和可用作参考的示例代码的库。

PWM 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
Enable
PA7
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

PWM 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 PWM Click 驱动的 API。

关键功能:

  • pwm_dev_config - 设备配置功能。

  • pwm_set_channel_raw - 设置通道原始数据功能。

  • pwm_set_all_raw - 设置所有通道原始数据功能。

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 PWM Click example
 * 
 * # Description
 * This is an example that shows the capability of PWM click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes I2C driver, enables output, configures device, sets prescaling,
 * configures output and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes the duty cycle of all channels every 10 seconds.
 * All data are being logged on USB UART where you can track their changes.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pwm.h"

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

static pwm_t pwm;
static log_t logger;
static uint8_t config0[ 6 ] = { 1, 0, 0, 0, 1, 0 };
static uint8_t config1[ 6 ] = { 1, 0, 0, 0, 0, 1 };
static uint8_t config2[ 4 ] = { 0, 1, 0, 0 };

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    pwm_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 ----" );

    //  Click initialization.

    pwm_cfg_setup( &cfg );
    PWM_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    pwm_init( &pwm, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
    
    pwm_set_output( &pwm, PWM_ENABLE );
    pwm_dev_config( &pwm, &config0 );
    pwm_set_pre_scale( &pwm, 0x04 );
    pwm_dev_config( &pwm, &config1 );
    pwm_output_config( &pwm,  &config2 );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " PWM  Click \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t chann_id;
    
    pwm_set_all_raw( &pwm, PWM_MAX_RESOLUTION / 2 );
    log_printf( &logger, "All Channels set to 50%% duty cycle \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    
    for ( chann_id = 0; chann_id < 8; chann_id++ )
    {
        pwm_set_channel_raw( &pwm, chann_id, 0, PWM_MAX_RESOLUTION / 4 );
    }
    log_printf( &logger, "Channels 0-7 set to 25%% duty cycle \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    
    for ( chann_id = 0; chann_id < 8; chann_id++ )
    {
        pwm_set_channel_raw( &pwm, chann_id, 0, ( PWM_MAX_RESOLUTION / 4 ) * 3 );
    }
    log_printf( &logger, "Channels 0-7 set to 75%% duty cycle \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    
    pwm_all_chann_state( &pwm, 0 );
    log_printf( &logger, "All Channels disabled \r\n " );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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