初学者
10 分钟

使用IF-D91和ATmega328P将光纤通信集成到您的项目中

在电子设备之间快速且可靠地传输信息

Fiber Opt Click 5V with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

Fiber Opt Click 5V

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

通过光纤通信的精确性和速度,实现项目卓越,改变您的连接和通信方式。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Fiber Opt Click 5V 基于 Industrial Fiber Optics 的两种光纤组件:IF-D91 光纤光电二极管和 IF-E97 光纤 LED。IF-D91 是一种高速光电二极管检测器,封装在无连接器的塑料光纤封装中,光响应范围从 400 到 1100nm,兼容广泛的可见光和近红外 LED 以及激光二极管源。检测器封装具有内部微透镜和精密成型的  PBT 外壳,确保与标准 1000μm 核心 2.2mm 外套塑料光纤电缆有效的光耦合,该电缆支持高达 100Mbps 的数据速率。IF-D91 还可用于带宽高达 70MHz 的模

拟视频链接。另一种精密成型的 PBT 外壳和内部微透镜的 IF-E97,是一种高光输出的可见红色 LED。外壳确保与相同标准的外套塑料光纤电缆有效的光耦合。输出光谱由峰值为 650nm 的 GaAlAs 芯片产生,这代表了 PMMA 塑料光纤的最佳传输窗口。可见红光在 PMMA 塑料光纤中的衰减低,有助于故障排除安装,这也是 IF-E97 实现 1Mbps 数据速率的主要原因。此 Click board™ 通过 mikroBUS™ 插座的可选引脚与宿 主 MCU 通信,可以是 UART 或一些通用引脚。通过

 GPIO UART 选择跳线可以选择通信方式,UART 默认被选择。否则,可以直接通过 GPIO 引脚进行通信,其中 PWM 和 INT 引脚在 mikroBUS™ 插座中扮演该角色。此外,使用 AN 引脚,可以检测光纤光电二极管的模拟电压。此 Click board™ 只能在 5V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电压水平转换。此外,它还配备了一个包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Fiber Opt Click 5V hardware overview 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 Output
PC0
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
GPIO RX
PD6
PWM
GPIO TX
PC3
INT
GPIO TX
PD0
TX
GPIO RX
PD1
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Fiber Opt Click 5V 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

这个库包含 Fiber Opt Click 5V 驱动程序的 API。

关键功能:

  • fiberopt_generic_write - 通用单写函数。

  • fiberopt_generic_read - 通用单读函数。

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 Fiber Opt Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an Fiber Opt click board by showing
 * the communication between the two click boards.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes device and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task
 * Depending on the selected application mode, it reads all the received data or 
 * sends the desired text message with the message counter once per second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "fiberopt.h"

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

// Text message to send in the transmitter application mode
#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MIKROE - Fiber Opt click board\r\n\0"

static fiberopt_t fiberopt;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    fiberopt_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.
    fiberopt_cfg_setup( &cfg );
    FIBEROPT_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    fiberopt_init( &fiberopt, &cfg );

#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    fiberopt_generic_write( &fiberopt, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_printf( &logger, "%s", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    Delay_ms( 1000 ); 
#else
    uint8_t rx_byte = 0;
    if ( 1 == fiberopt_generic_read( &fiberopt, &rx_byte, 1 ) )
    {
       log_printf( &logger, "%c", rx_byte );
    }
#endif
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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