初学者
10 分钟

用AD8318和ATmega328P精确测量、分析和优化射频功率

射频功率计:信号强度掌控之门

RF Meter Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

RF Meter Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

通过RF仪表,您可以掌握无线环境的控制,将测量和管理射频信号的权力置于您的手中。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RF Meter Click基于AD8318,这是来自Analog Devices的对数检测器/控制器。它是一个解调对数放大器,能够准确地将RF输入信号转换为相应的分贝比例的输出电压。它采用级联放大器链上的渐进压缩技术,每个级别都配备有一个检测器单元。AD8318可以在测量或控制器模式下运行。它保持1MHz至6GHz信号的准确对数符合度,并提供高达8GHz的操作。输入范围通常为60dB,误差小于±1dB,并且具有10ns的响应时间,使其能

够检测45MHz以上的RF脉冲。此外,AD8318配备了一个独立输出的集成温度传感器,可用于温度补偿。AD8318的电压输出传递到MCP3201,这是来自Microchip的连续逼近型12位模数转换器,具有一体化的采样保持电路。该ADC提供单个准差输出,采样速率高达100ksps。为了提供正确的值,该Click board™使用AP7331 LDO线性稳压器为MCP3201提供参考电压。RF Meter使用MCP3201的3线SPI串行接口与主机MCU进行

通信,通过mikroBUS™插座。RF Meter可以使用SPI 模式0或SPI模式1,具体取决于需求。可以通过mikroBUS™插座的OUT引脚读取AD8318的独立温度传感器的读数,输出模拟值。此Click board™可以通过LOGIC LEVEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平进行操作。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。此外,该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。

RF Meter 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

Temperature Output
PC0
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RF Meter 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

这个库包含RF Meter Click驱动程序的API。

关键功能:

  • rfmeter_get_signal_strength - 该函数用于计算附近的无线电频率信号强度

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 Rfmeter Click example
 * 
 * # Description
 * Demo app measures and displays signal strenght by using RF Meter Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes SPI, LOG and Click drivers.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example that shows the capabilities of the RF Meter Click by 
 * measuring radio frequency signal strenght.
 * 
 * \author Jovan Stajkovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rfmeter.h"

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

static rfmeter_t rfmeter;
static log_t logger;
static float signal;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS


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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    rfmeter_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.

    rfmeter_cfg_setup( &cfg );
    RFMETER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    rfmeter_init( &rfmeter, &cfg );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    log_printf( &logger, "    RF Meter Click      \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    signal = rfmeter_get_signal_strenght( &rfmeter, RFMETER_DEF_SLOPE, RFMETER_DEF_INTERCEPT );
    
    log_printf( &logger, "Signal strenght: %.2f dBm \r\n", signal );
    
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
}

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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