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30 分钟

使用TMUX1308和ATmega328P创建通用数据选择器

模拟多路复用器

Analog MUX 4 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

Analog MUX 4 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

选择众多模拟数据输入之一。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Analog MUX 4 Click 基于 TMUX1308,这是一款来自德州仪器的通用 8:1 单端 CMOS 模拟多路复用器。TMUX1308 多路复用器允许使用 mikroBUS™ 插座的单个 AN 引脚监控多个输入/传感器,支持 0 到 5V 范围内的双向模拟和数字信号。它具有内部注入电流控制,消除了保护开关所需的外部二极管和电阻网络,使输入信号保持在电源电压范围内。内部注入电流控制电路允许禁用信号路径上的信号超过电源电压而不影响启用信号路径的信号。除了内部注入电流

控制外,TMUX1308 还具有另一种保护功能,称为“先断后合”延迟,这是一种安全功能,可防止设备切换时两个输入连接。在连接下一个启用状态的开关之前,输出首先从启用状态的开关断开。这种断开与连接之间的时间延迟称为“先断后合”延迟。此 Click board™ 使用多个 GPIO 引脚与 MCU 通信。它可以通过 mikroBUS™ 插座的 EN 引脚启用或禁用,从而提供开关操作以打开/关闭对 TMUX1308 的电源供应。它还提供三个地址信号,标记为 A0 到 A2,这些信号控制开关

配置并根据其设置确定所需模拟输入通道的激活。此外,每个模拟输入都有一个跳线用于硬件激活或停用,以及用于输入通道的附加滤波电容。此 Click board™ 可在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下运行,通过 VCC SEL 跳线选择。这种方式使得 3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了一个包含易于使用的函数库和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Analog MUX 4 Click top side image
Analog MUX 4 Click bottom side image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Signal
PC0
AN
Switch Control 2
PD2
RST
Enable
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Switch Control 0
PD6
PWM
Switch Control 1
PC3
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

Analog MUX 4 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 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
Arduino UNO 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 Analog MUX 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • analogmux4_enable_input - 此函数启用模拟输入。

  • analogmux4_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。

  • analogmux4_set_input_channel - 此函数设置模拟输入通道。

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 Analog MUX 4 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Analog MUX 4 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and enables the analog inputs.
 *
 * ## Application Task
 * Reads and displays the voltage of all channels on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @note
 * The channel's voltage will "float" when the voltage source is not connected to it.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "analogmux4.h"

static analogmux4_t analogmux4;   /**< Analog MUX 4 Click driver object. */
static log_t logger;              /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;                /**< Logger config object. */
    analogmux4_cfg_t analogmux4_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.
    analogmux4_cfg_setup( &analogmux4_cfg );
    ANALOGMUX4_MAP_MIKROBUS( analogmux4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ADC_ERROR == analogmux4_init( &analogmux4, &analogmux4_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    analogmux4_enable_input ( &analogmux4 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float analogmux4_an_voltage = 0;
    
    for ( uint8_t cnt = ANALOGMUX4_CHANNEL_0; cnt <= ANALOGMUX4_CHANNEL_7; cnt++ )
    {
        analogmux4_set_input_channel ( &analogmux4, cnt );
        if ( ADC_ERROR != analogmux4_read_an_pin_voltage ( &analogmux4, &analogmux4_an_voltage ) ) 
        {
            log_printf( &logger, " AN%u voltage : %.3f V\r\n", ( uint16_t ) cnt, analogmux4_an_voltage );
        }
    }
    log_printf( &logger, "\r\n" );
    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
/*!
 * @file main.c
 * @brief Analog MUX 4 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Analog MUX 4 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and enables the analog inputs.
 *
 * ## Application Task
 * Reads and displays the voltage of all channels on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @note
 * The channel's voltage will "float" when the voltage source is not connected to it.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "analogmux4.h"

static analogmux4_t analogmux4;   /**< Analog MUX 4 Click driver object. */
static log_t logger;              /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;                /**< Logger config object. */
    analogmux4_cfg_t analogmux4_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.
    analogmux4_cfg_setup( &analogmux4_cfg );
    ANALOGMUX4_MAP_MIKROBUS( analogmux4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ADC_ERROR == analogmux4_init( &analogmux4, &analogmux4_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    analogmux4_enable_input ( &analogmux4 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float analogmux4_an_voltage = 0;
    
    for ( uint8_t cnt = ANALOGMUX4_CHANNEL_0; cnt <= ANALOGMUX4_CHANNEL_7; cnt++ )
    {
        analogmux4_set_input_channel ( &analogmux4, cnt );
        if ( ADC_ERROR != analogmux4_read_an_pin_voltage ( &analogmux4, &analogmux4_an_voltage ) ) 
        {
            log_printf( &logger, " AN%u voltage : %.3f V\r\n", ( uint16_t ) cnt, analogmux4_an_voltage );
        }
    }
    log_printf( &logger, "\r\n" );
    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

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