中级
30 分钟

使用 ICS501 和 ATmega328P 生成高频时钟输出。

锁相环(PLL)机制。

PLL Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 25, 2024

点击板

PLL Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

为需要严格同步和最小相位噪声的应用程序生成高度稳定和一致的高频信号。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

PLL Click基于集成设备技术的LOCO™ PLL时钟倍频器ICS501。该集成电路使用锁相环来提供高频时钟输出,从成本更低廉的标准基频晶体振荡器中获得输入。除了板载固定在12MHz的晶体振荡器外,还可以选择来自mikroBUS™ PWM引脚的信号作为时钟输入源。为了选择所需的乘法因子,两个输入引脚S0和S1的状态被路由到mikroBUS™的引脚RST和AN,分别。这些引脚可以设置为高电平或低电平状态,或者断开连接(通过三态化MCU引脚)。这些引脚状态的组合

将使PLL Click设置为特定的倍增器。ICS501的输出使能(OE)引脚用于通过将其设置为低逻辑电平来关闭输出时钟。它还会将时钟输出引脚附加到高阻抗(Hi-Z)模式,允许完全断开连接并且不会对电路的其余部分产生影响,这对实验和原型设计非常有用。此引脚内部被拉到高逻辑电平。OE引脚被路由到mikroBUS™的CS引脚。PLL Click配备了两个板载SMD跳线。标记为VCC SEL的SMD跳线用于选择操作电压电平,从而相对于所选电压限制时钟输出信号的幅度。

另一个标记为OSC SEL的SMD跳线选择板载12MHz晶体振荡器或外部时钟信号作为时钟输入源。输出信号通过板载SMA连接器路由,提供安全连接和良好的信号屏蔽。PLL Click具有包含所有MIKROE编译器(mikroBASIC、mikroPASCAL和mikroC)的函数的库。虽然相对容易控制,但该库提供了全面的功能,使代码易读且易于使用。附带的示例应用程序演示了这些功能的使用,并可用作自定义项目的参考。

PLL 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

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

Multiplier Adjustment
PC0
AN
Multiplier Adjustment
PD2
RST
Output Enable
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
External Clock Source
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

PLL 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

这个库包含 PLL Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • pll_set_clock_output - 此函数用于设置时钟输出。

  • pll_set_pll_4x - 此函数用于设置PLL x4。

  • pll_set_pll_6x - 此函数用于设置PLL x6。

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 PLL Click example
 * 
 * # Description
 * This app sets PLL signals.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes device.
 * 
 * ## Application Task  
 * Every 2 seconds, the PLL increases the input clock from min (x2) to max (x8) level.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pll.h"

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

static pll_t pll;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    pll_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.
    pll_cfg_setup( &cfg );
    PLL_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    pll_init( &pll, &cfg );
    pll_set_clock_output( &pll, PLL_CLOCK_ENABLE );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, " PLL level: x2\r\n\n" );
    pll_set_pll_2x( &pll );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " PLL level: x3\r\n\n" );
    pll_set_pll_3x( &pll );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " PLL level: x3.125\r\n\n" );
    pll_set_pll_3_125x( &pll );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " PLL level: x4\r\n\n" );
    pll_set_pll_4x( &pll );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " PLL level: x5\r\n\n" );
    pll_set_pll_5x( &pll );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " PLL level: x5.3125\r\n\n" );
    pll_set_pll_5_3125x( &pll );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " PLL level: x6\r\n\n" );
    pll_set_pll_6x( &pll );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " PLL level: x6.25\r\n\n" );
    pll_set_pll_6_25x( &pll );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " PLL level: x8\r\n\n" );
    pll_set_pll_8x( &pll );
    Delay_ms ( 1000 );
    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

额外支持

资源

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