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30 分钟

使用AD7740和PIC18F57Q43制作一个压控振荡器

电压到频率转换器

V to Hz 3 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 25, 2024

点击板

V to Hz 3 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

提供与输入电压成正比的精确输出频率。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

V to Hz 3 Click基于AD7740,这是一款CMOS同步电压-频率转换器(VFC),采用Analog Devices的电荷平衡转换技术。输入电压信号从其VIN端子从0V到5V应用于专有的前端,基于模拟调制器,将输入电压转换为输出脉冲串。根据模拟输入值,输出频率从由SPI可配置LTC6903可编程振荡器提供的输入频率的10%到90%不等,最大输入频率为1MHz。AD7740的模拟输入信号由开关电容调制器连续采样,采样率由主时钟

(AD7740的主要输入频率)设置。输入信号也可以缓冲,在应用于调制器的采样电容之前,将mikroBUS™插座的BUF引脚设置为高逻辑状态,隔离采样电容的充电电流与模拟输入引脚。AD7740还包含一个片上2.5V默认带隙基准,该基准输入到AD7740的核心,定义VFC的跨度。或者,可以使用外部基准通过将其应用于标记为REFIN的板载接头来覆盖内部基准。除了SPI通信,此Click板™还使用多个附加引脚。上面提到的BUF

引脚表示缓冲模式选择,而AN引脚表示存在外部模拟信号。启用的最后一个引脚是F信号,路由到mikroBUS™插座的INT引脚,也可以作为AD7740的输出频率,与FOUT端子相同。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V和5V逻辑电压电平。这样,允许3.3V和5V兼容的MCU正确使用通信线。然而,此Click板™配备了包含易于使用的功能和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

V to Hz 3 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

Analog Input Indicator
PA0
AN
NC
NC
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
Buffered Mode
PB0
PWM
AD7740 Frequency
PA6
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

V to Hz 3 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

该库包含 V to Hz 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • vtohz3_set_input_frequency - 此函数启用并设置可编程振荡器的输出频率,即AD7740的输入频率。

  • vtohz3_read_an_pin_voltage - 此函数读取AN引脚的AD转换结果,并将其转换为相应的电压水平。

  • vtohz3_get_frequency - 此函数将电压转换为估计的输出频率,以赫兹为单位

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 VtoHz3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the V to Hz 3 click board by calculating
 * the estimated output frequency from the input voltage.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and sets the input frequency.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the input voltage from AN pin and calculates the output frequency from it.
 * The results are being displayed on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "vtohz3.h"

static vtohz3_t vtohz3;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;        /**< Logger config object. */
    vtohz3_cfg_t vtohz3_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.
    vtohz3_cfg_setup( &vtohz3_cfg );
    VTOHZ3_MAP_MIKROBUS( vtohz3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == vtohz3_init( &vtohz3, &vtohz3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    vtohz3_set_input_frequency ( &vtohz3, VTOHZ3_DEFAULT_IN_FREQUENCY );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float voltage;
    if ( VTOHZ3_OK == vtohz3_read_an_pin_voltage ( &vtohz3, &voltage ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Voltage : %.2f V\r\n", voltage );
        log_printf( &logger, " Output frequency : %lu Hz\r\n\n", 
                    vtohz3_get_frequency ( &vtohz3, voltage, VTOHZ3_VREF_INTERNAL_2V5 ) );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
}

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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