中级
30 分钟

使用MAX7300和ATmega328P创建连接和控制各种外设的多功能解决方案

扩展并征服:为您的项目带来I/O魔力!

Expand 12 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

Expand 12 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

使用我们的I/O扩展器为工业自动化系统和嵌入式解决方案赋能,提供一种紧凑且多功能的解决方案,用于扩展输入和输出能力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Expand 12 Click基于MAX7300,这是Analog Devices(现为Analog Devices的一部分)提供的通用输入/输出(GPIO)扩展器。当需要额外的I/O时,该端口扩展器是一个简单的解决方案,同时保持最小的互连。它特别适用于系统监控应用、工业控制器和便携式设备。MAX7300具有28端口配置,可以配置为任意组合的逻辑输入和逻辑输出,并在上电时默认设置为逻辑输入。任何I/O端口都可以配置为推挽输出(吸收10mA,提供4.5mA)或施密特

触发逻辑输入。每个输入都有一个单独可选的内部上拉电阻。此外,过渡检测允许监控七个端口(从端口24到端口30)的任何可屏蔽组合,以检测其逻辑状态的变化。如果需要,检测到的过渡可以通过状态寄存器位和中断引脚(端口31)标记。Expand 12 Click使用标准I2C两线接口与MCU通信,以读取数据和配置设置,最大频率为400kHz。此外,它还允许通过将标记为ADDR SEL的SMD跳线置于标记为1和0的适当位置来选择其I2C从地址的最低有效

位。这样,MAX7300通过将SMD跳线置于适当位置,提供了16种不同I2C地址的选择。此Click board™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压水平工作。这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,此Click board™配备了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。

Expand 12 Click top side image
Expand 12 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
NC
NC
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
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Expand 12 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
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
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 Expand 12 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • expand12_set_pin_direction - 此功能设置所选引脚的方向

  • expand12_set_pin_value - 此功能设置所选引脚的逻辑电平

  • expand12_read_all_pins_value - 此功能读取所有引脚的逻辑电平

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 Expand12 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Expand 12 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration which sets 
 * the first three ports (pins 4-23) as output and the fourth port (pins 24-31) as input with pull-ups.
 *
 * ## Application Task
 * Sets the pins of the first three ports and then reads the status of all pins and 
 * displays the result on the USB UART approximately every 100 miliseconds.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "expand12.h"

static expand12_t expand12;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    expand12_cfg_t expand12_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.
    expand12_cfg_setup( &expand12_cfg );
    EXPAND12_MAP_MIKROBUS( expand12_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == expand12_init( &expand12, &expand12_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( EXPAND12_ERROR == expand12_default_cfg ( &expand12 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t port_value = 0;
    static uint32_t pins_status = 0;
    
    expand12_set_port_value( &expand12, EXPAND12_PORT_4_7, EXPAND12_ALL_PINS, port_value );
    expand12_set_port_value( &expand12, EXPAND12_PORT_8_15, EXPAND12_ALL_PINS, port_value );
    expand12_set_port_value( &expand12, EXPAND12_PORT_16_23, EXPAND12_ALL_PINS, port_value++ );
        
    expand12_read_all_pins_value( &expand12, &pins_status );
    log_printf( &logger, " Pins status (32-bit) : 0x%.8LX\r\n\n", pins_status );
    Delay_ms ( 100 );
}

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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。