初学者
10 分钟

使用DCL541A01和ATmega328轻松同步和保护您的SPI数据流

隔离提升:以精度和力量改变SPI通信!

SPI Isolator 5 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

SPI Isolator 5 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

我们的 SPI 隔离器通过提供强大的屏障来防止电气噪声,确保数据完整性,保证无缝和安全的串行接口。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

SPI Isolator 5 Click 基于东芝半导体的 DCL541A01,这是一款高速四通道数字隔离器。DCL541A01 通过利用东芝先进的 CMOS 技术和磁耦合结构,具有卓越的性能能力。它不仅符合 UL 1577 认证的严格安全标准,还具有 5kVrms 的出色耐压额定值。此外,其工作范围从 2.25V 到 5.5V,使其能够与低电压系统无缝集成,并在隔离障碍之间实现电压转换功能。凭借其多功能性,这款 Click board™ 非常适合各种应用,包括工业自动化系统、

电机控制、逆变器等。SPI Isolator 5 Click 使用 SPI 串行接口与 MCU 通信,最大数据速率为 150Mbps。隔离线分为两组,具有相同的线。第一组以 5 个螺钉端子的形式出现,第二组形成经典的 5 针公头排,便于使用跳线。两组连接器具有相同的功能。您可以将电源 VDD2 和 GND2 线与数据线区分开来,数据线包括 CS2、SCK2、SDI2、SDO2 和 DIS2。DIS 和 DIS2 引脚具有相同的功能:禁用隔离器所在侧的线路。通过将 DIS 引脚设置为高逻辑

电平,输入信号被禁用;通过将其设置为低逻辑电平,输入信号被启用。隔离器可以使用 2.25V 至 5.5V 的外部电源电压工作,使用 PWR2 LED 指示灯可以轻松看到外部电源的存在。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 开关选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易于使用功能和示例代码的库,可用于进一步开发。

SPI Isolator 5 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

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
Signal Disable
PD2
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
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

SPI Isolator 5 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 SPI Isolator 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • spiisolator5_write - SPI Isolator 5 数据写入功能。

  • spiisolator5_read - SPI Isolator 5 数据读取功能。

  • spiisolator5_transfer - SPI Isolator 5 传输功能。

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 SPI Isolator 5 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of SPI Isolator 5 click board 
 * by reading the manufacturer ID and device ID 
 * of the connected Flash 11 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * The initialization of SPI module, log UART, and additional pins.
 * After the driver init, the app performs enabling a device.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application reads and checks the manufacturer ID and 
 * device ID of the connected Flash 11 click board. 
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "spiisolator5.h"

#define FLASH11_CMD_GET_ID         0x90, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
#define FLASH11_MANUFACTURER_ID    0x1F
#define FLASH11_DEVICE_ID          0x15

static spiisolator5_t spiisolator5;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    spiisolator5_cfg_t spiisolator5_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.
    spiisolator5_cfg_setup( &spiisolator5_cfg );
    SPIISOLATOR5_MAP_MIKROBUS( spiisolator5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == spiisolator5_init( &spiisolator5, &spiisolator5_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    spiisolator5_enable( &spiisolator5 );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, " -----------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    static uint8_t cmd_get_id[ 6 ] = { FLASH11_CMD_GET_ID };
    static uint8_t read_id[ 6 ] = { 0 };
    if ( SPIISOLATOR5_OK == spiisolator5_transfer( &spiisolator5, &cmd_get_id[ 0 ], &read_id[ 0 ], 6 ) )
    {
        if ( ( FLASH11_MANUFACTURER_ID == read_id[ 4 ] ) && ( FLASH11_DEVICE_ID == read_id[ 5 ] ) )
        {
            log_printf( &logger, " Manufacturer ID: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) read_id[ 4 ] );
            log_printf( &logger, " Device ID: 0x%.2X    \r\n", ( uint16_t ) read_id[ 5 ] );
            log_printf( &logger, " -----------------------\r\n" );
            Delay_ms( 3000 );
        }
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

// ------------------------------------------------------------------------ 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。