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30 分钟

使用SN74LV4052A和ATmega328P解锁UART信号路由的新精度水平

打破串行路由的障碍:重新定义您的UART连接体验!

UART MUX Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 25, 2024

点击板

UART MUX Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

通过我们的UART线路切换解决方案,您可以自信地处理诸如多设备通信、数据记录和UART接口管理等应用,其中精确和灵活的路由至关重要。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

UART MUX Click基于德州仪器的SN74LV4052A,这是一款双4通道多路复用器和分路器。两个控制引脚用于从mikroBUS™上的单个UART输入切换到四个可用输出中的一个。标有A和B的控制引脚被路由到mikroBUS™上,并且可以由3.3V和5V的MCU操作。第四个控制引脚标记为EN引脚,当设置为高逻辑电平时(处于活动高电平状态),它用于启用IC的内部复用开关。 A和B引脚分别被路由到mikroBUS™的CS和PWM引脚。主动低抑制(INH)在高电平时三态化所有通道,在低电平时,根据

A和B输入,将四个独立的输入/输出之一连接到UART通信引脚。 INH引脚被路由到mikroBUS™上的RST引脚。超低漏电流确保未被A和B引脚选择的输入没有信号干扰。低串扰还确保了一个通道上的信号不受其他通道引起的干扰的影响。这确保了IC和Click板本身的可靠运行。输出信号可以通过2x4引脚头连接。除了RX和TX引脚外,每个输出还具有专用的VCC和GND引脚可用,因此用户可以轻松地使用该Click板™连接多个设备。独立的电源输入允许用户根据应用要求使用广泛范围的信号幅度,只要电源保持在

限制范围内即可。关于SN74LV4052A的更多信息可以在附带的数据表中找到。然而,Click板™配备有一个包含易于使用的函数和使用示例的库,可作为开发的参考。该Click板™可以使用通过VCC SEL跳线选择的3.3V或5V逻辑电压级别运行。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板™还配备有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。

UART MUX Click top side image
UART MUX Click bottom side 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

NC
NC
AN
Inhibit Input
PD2
RST
Control Pin A
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Control Pin B
PD6
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PD0
TX
UART 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

UART MUX 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

该库包含 UART MUX Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • uartmux_send_command - 发送命令

  • uartmux_set_inhibit_communication - 设置INT引脚

  • uartmux_choose_channel - 选择通道

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 UartMux Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from UART Mux Clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the received data.
 * 
 * ## Additional Function
 * - uartmux_process ( ) - The general process of collecting response
 *                                   from module.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "uartmux.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_COUNTER 10
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500

#define TEXT_TO_SEND  "MikroE\r\n"

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

#define DEMO_APP_RECEIVER
// #define DEMO_APP_TRANSMITER

static uartmux_t uartmux;
static log_t logger;

static uartmux_channel_t channel;

static int32_t rsp_size;
static char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };

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

static void uartmux_process ( void )
{
    rsp_size = uartmux_generic_read( &uartmux, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE, &channel );

    if ( rsp_size > 0 )
    {  
        for ( int32_t cnt = 0; cnt < rsp_size; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", uart_rx_buffer[ cnt ] );
        }
    }  
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    uartmux_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.

    uartmux_cfg_setup( &cfg );
    UARTMUX_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    uartmux_init( &uartmux, &cfg );

    uartmux_set_inhibit_communication( &uartmux, UARTMUX_PIN_STATE_LOW );
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    uartmux_process( );
#endif

#ifdef DEMO_APP_TRANSMITER
    channel.state_a = UARTMUX_STATE_A_CHANNEL_1;
    channel.state_b = UARTMUX_STATE_B_CHANNEL_1;

    uartmux_generic_write( &uartmux, TEXT_TO_SEND, strlen( TEXT_TO_SEND ), &channel );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
#endif
}

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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