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使用ADUM2250和ATmega328自信地分离和保护您的I2C设备

保护和连接:您值得信赖的I2C隔离解决方案!

I2C Isolator 6 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 20, 2024

点击板

I2C Isolator 6 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

通过隔离和保护您的信号免受外部干扰,确保您的 I2C 通信的完整性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C Isolator 6 Click 基于 ADUM2250,这是一款来自 Analog Devices 的双通道 5kVRMS I2C 数字隔离器,适用于热插拔应用。ADUM2250 在隔离屏障两侧双向缓冲两个 I2C 信号,同时提供 5kVRMS 的电气隔离。它在不同电源域的电路之间以高达 1MHz 的数据速率传输数字信号,并且在环境温度下操

作。它提供无故障的操作、出色的可靠性和长时间的运行寿命。宽温度范围和高隔离电压使该设备非常适合恶劣的工业环境。此 Click board™ 还在 Click board™ 顶部具有两个端子,分别标记为 VIN 和 SDA/SCL,其中 VIN 代表隔离器的隔离侧电源供应,而其他端子对应于隔离的双向逻辑总线端子。此 Click

 board™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下运行,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

I2C Isolator 6 Click 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

32

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Arduino Mega 的 Click Shield 配备了四个 mikroBUS™ 插槽,其中两个是 Shuttle 连接器,允许所有的 Click board™ 设备与 Arduino Mega 板轻松连接。Arduino Mega 板采用了AVR 8位微控制器,具有先进的RISC架构,54个数字 I/O 引脚,并且兼容 Arduino™,为原型设计和创建多样化应用提供了无限的可能性。该板通过 USB 连接方便地进行控制和供电,以便在开箱即用时高效地对 Arduino Mega 板进行编程和调试,另外还需要将额外的 USB 电缆连接到板上的 USB B 端口。通过集成的 ATmega16U2 程序器简化项目开发,并利用丰富的 I/O 选项和扩展功能释放创造力。有八个开关,您可以将其用作输入,并有八个 LED,可用作 MEGA2560 的输出。此外,该 shield 还具有来自 Microchip 的高精度缓冲电压参考 MCP1501。该参考电压默认通过板底部的 EXT REF 跳线选择。您可以像通常在 Arduino Mega 板上那样选择外部参考电压。还有一个用于测试目的的 GND 钩子。另外,还有四个额外的 LED,分别是 PWR、LED(标准引脚 D13)、RX 和 TX LED,连接到 UART1(mikroBUS™ 1 插槽)。此 Click Shield 还具有几个开关,执行诸如选择 mikroBUS™ 插槽上模拟信号的逻辑电平以及选择 mikroBUS™ 插槽本身的逻辑电压级别等功能。此外,用户还可以使用现有的双向电平转换器,无论 Click board™ 是否以3.3V或5V逻辑电压级别运行,都可以使用任何 Click board™。一旦您将 Arduino Mega 板与 Click Shield for Arduino Mega 连接,就可以访问数百个使用3.3V或5V逻辑电压级别工作的 Click board™。

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

I2C Isolator 6 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 I2C Isolator 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cisolator6_write - I2C Isolator 6 I2C 写入功能

  • i2cisolator6_read - I2C Isolator 6 I2C 读取功能

  • i2cisolator6_write_then_read - I2C Isolator 6 I2C 先写后读功能

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 I2C Isolator 6 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the I2C Isolator 6 Click driver.
 * This demo application shows an example of an I2C Isolator 6 Click 
 * wired to the Accel 21 Click for reading device ID.
 * The library also includes an I2C writing and reading functions.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * The initialization of the I2C module, log UART.
 * After the driver init, the app sets Accel 21 Click I2C Slave address.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the I2C Isolator 6 Click board™.
 * Logs device ID values of the Accel 21 Click 
 * wired to the I2C Isolator 6 Click board™.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cisolator6.h"

#define ACCEL21_DEVICE_ADDRESS_GND    0x18
#define ACCEL21_DEVICE_ADDRESS_VCC    0x19
#define ACCEL21_REG_WHO_AM_I          0x0F
#define ACCEL21_DEVICE_ID             0x33

static i2cisolator6_t i2cisolator6;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    i2cisolator6_cfg_t i2cisolator6_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.
    i2cisolator6_cfg_setup( &i2cisolator6_cfg );
    I2CISOLATOR6_MAP_MIKROBUS( i2cisolator6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == i2cisolator6_init( &i2cisolator6, &i2cisolator6_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    if ( I2CISOLATOR6_ERROR == i2cisolator6_set_slave_address( &i2cisolator6, ACCEL21_DEVICE_ADDRESS_GND ) )
    {
        log_error( &logger, " Set I2C Slave address ERROR." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms( 100 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t device_id = 0;
    static uint8_t reg = ACCEL21_REG_WHO_AM_I;
    if ( I2CISOLATOR6_OK == i2cisolator6_write_then_read( &i2cisolator6, &reg, 1, &device_id, 1 ) )
    {
        if ( ACCEL21_DEVICE_ID == device_id )
        {
            log_printf( &logger, " Device ID: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) device_id );
            log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
        }
    }
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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