中级
30 分钟

使用 XGURUGX10D 和 ATmega328P 简化数据表示。

潇洒地穿越数据!

BarGraph 2 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

BarGraph 2 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

我们的十段柱状图显示解决方案是数据优雅的典范,旨在为个人提供一种复杂而精确的工具,用于可视化数据洞察。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

BarGraph 2 Click基于德州仪器的三个74HC595,8位串行输入并行输出移位寄存器,具有输出锁存器,用于驱动SunLED的XGURUGX10D,一个10段柱状图阵列。74HC595集成电路由D型内部存储寄存器和串行到并行移位寄存器组成,每个寄存器宽度为8位。这些寄存器中的每一个都有自己的时钟线,因此可以将所需数据输入时钟,然后将其输出到并行输出引脚。XGURUGX10D柱状图LED阵列有10个双色段。每个段都包含红色和绿色LED,因此每个段有两个阳极和一个阴极。总共有20个LED阳极和10个LED阴极。XGURUGX10D柱状图显示器连接为共阳型显示器,这意味着所有LED阴极都路由到单个点。LED阴极线连接到N沟道MOSFET的漏极,而其源极连接到地。通过MikroBUS™的PWM引脚驱动此MOSFET允许调光LED段。通过改变PWM信号的占空比,可以改变XGURUGX10D柱状图显示器的亮度。Click board™通过SPI接口与主MCU通信,该接口路

由到MikroBUS™的MOSI、MISO和SCK引脚,分别标记为SDI、SDO和SCK。通过串行数据输入引脚(DS)将三个字节的信息(总共24位)推送到第一个74HC595集成电路,路由到SDI引脚。74HC595的构造是这样的,收到8位后,再时钟输入一个位将现有的8位向左移动一位,将最后一个位溢出到Q7S输出引脚,以这种方式移出。由于第一个74HC595的Q7S连接到第二个74HC595的DS引脚(第二个IC的Q7S连接到第三个74HC595 IC的DS引脚),将24位时钟输入到第一个74HC595 IC将填满所有三个IC。值得一提的是,最后一个74HC595 IC的Q7S路由到MikroBUS™的MISO引脚,标记为SDO,允许级联连接多个设备,构建更复杂的设置。级联添加更多设备将需要在第一个74HC595 IC中时钟更多的8位字。前10位用于控制所有段的绿色LED。第二个10位用于控制所有段的红色LED。由于MCU通常在每个周期通过SPI时钟输出不少于8位,因此总共24位中的最后4位将被忽略。当数据被时钟输入时,

SPI时钟应停止,并且CS引脚应驱动到高逻辑电平。MikroBUS™的CS引脚路由到74HC595集成电路的STCP引脚,标记为LT。在74HC595 IC的STCP输入引脚上的上升沿将数据从其内部存储寄存器中锁存到输出引脚,极化连接的柱状图段阳极。STCP引脚通过板载电阻拉低到低逻辑电平。#MR引脚用于清除IC的内部存储寄存器中的数据。这个引脚上的低逻辑电平将清除此存储寄存器的内容,但不会关闭已经激活的输出。#MR引脚路由到MikroBUS™的RST引脚,标记为MR,并通过板载电阻拉高到高逻辑电平。这个Click board™可以使用通过VCC SEL跳线选择的3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,既可以使用3.3V又可以使用5V的MCU正确使用通信线路。此外,这个Click board™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

BarGraph 2 Click top side image
BarGraph 2 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

NC
NC
AN
Master Reset
PD2
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Dimming Control
PD6
PWM
NC
NC
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

BarGraph 2 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
Barometer 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Arduino UNO Rev3 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

这个库包含了 BarGraph 2 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • bargraph2_led_green - 此函数将选择的段的绿色 LED 二极管打开

  • bargraph2_leds_green - 此函数将从起始索引到结束索引的绿色 LED 二极管打开

  • bargraph2_lights_out - 此函数将关闭所有 LED 二极管。

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 Bargraph2 Click example
 * 
 * # Description
 * The example starts off with the initalisation and configuration of the logger and click
 * modules and later on showcases different ways of lighting LED diodes on the click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * This function initializes and configures the logger and click modules.
 * 
 * ## Application Task  
 * This function shows the user how to light single and multiple LED diodes.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "bargraph2.h"

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

static bargraph2_t bargraph2;
static log_t logger;

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

void application_init ( )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    bargraph2_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.

    bargraph2_cfg_setup( &cfg );
    BARGRAPH2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    bargraph2_init( &bargraph2, &cfg );
    
    barpgraph2_power( &bargraph2, BARGRAPH2_POWER_ON );
}

void application_task ( )
{
    uint8_t cnt; 
        
    // Single LED switch
    
    for ( cnt = 1; cnt <= 10; cnt++ )
    {
        bargraph2_led_green( &bargraph2, cnt );
        Delay_ms( 200 );
        bargraph2_led_red( &bargraph2, 10 - ( cnt - 1 ) );
        Delay_ms( 200 );
    }
    
    bargraph2_lights_out ( &bargraph2 );

    // Multiple LED switch

    bargraph2_leds_green ( &bargraph2, 1, 10 );
    Delay_ms( 1000 );
    bargraph2_leds_red ( &bargraph2, 1, 10 );
    Delay_ms( 1000 );
    bargraph2_leds_yellow ( &bargraph2, 1, 10 );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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