为您的项目提供在 I2C 设备之间无缝转换逻辑电平的能力,优化通信,减少兼容性问题,并简化具有不同电压阈值的组件的集成。
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硬件概览
它是如何工作的?
LLC-I2C Click 不使用集成电路 (IC),如前所述。完全避免使用 IC 带来了一些好处:LLC 电路的整体成本大大降低,更稳健的 MOSFET 解决方案降低了故障率,断电时,低电压侧和高电压侧彼此隔离(通过非导电的 MOSFET)。这种电路有时称为电平转换电路,当 I2C 从设备(通常是传感器 IC)在 I2C 通信中使用不同的逻辑电压电平时,通常需要这种电路。电路转换是双向的,使其适用于 I2C 通信协议。I2C 协议由 NXP Semiconductors(前身为 Philips Semiconductors)于 1982 年首次引入。他们还发布了一份应用说明,详细解释了 LLC
电路的操作。电路分为低侧和高侧部分,尽管电路是对称的,可用于双向。当没有通信时,MOSFET 的栅极和源极都被拉到其特定的参考电压水平。这将关闭两个 MOSFET,因为没有栅源电压差(例如,VG=VS=VSL)。由于 I2C 通过将其总线线断言为低电平逻辑来操作,当 MOSFET 一侧(例如高侧)的源极端子被驱动到低电平逻辑时,其 VGS 电位将上升,因为栅极电压是固定的。当 VGS 达到阈值电压(用于所用晶体管通常为 1.2V)时,MOSFET 将导通,通过另一侧(低侧)MOSFET 的体二极管导电,后者将变为直接偏置。该机制可用于在
所用 MOSFET 的整个工作范围内双向转换信号电平。高侧的参考电压可以通过标记为 VCC SEL 的 SMD 跳线选择。高侧的上拉电压可以从 mikroBUS™ 电源轨选择,因此可以是 3.3V 或 5V。对于低侧,可以将任意参考电压应用于 J1 接头的 VSL 引脚,尊重最大电压额定值。J1 是标准的 2.54mm 针脚接头。低侧 I2C 总线引脚也连接到 J1 接头,允许外部设备连接(使用标准导线跳线)。如前所述,低侧实际上可以使用比主设备更高的电压电平,但在大多数使用场景中,它将低于主设备,因此采用了这种术语。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F103RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M3
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
20480
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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 LLC-I2C Click 驱动程序的 API。
关键功能:
llci2c_generic_write
- 此函数向所需寄存器写入数据llci2c_generic_read
- 此函数从所需寄存器读取数据
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 LlcI2c Click example
*
* # Description
* This click can be utilized as the level converter for logic signals. The topology of this
* logic level conversion (LLC) circuit is perfectly suited for the bi-directional I2C communication.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initialization driver init
*
* ## Application Task
* Reads the temperature from the Thermo 7 click board and logs data to UART.
*
* *note:*
* <pre>
* Connection between Thermo 7 and I2C-LLC is made through I2C interface.
* You can connect a Thermo 7 click and I2C-LLC click with the wires to make connection between click boards.
* We use the Thermo 7 click to demonstrate the functions of the I2C-LLC click.
* </pre>
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "llci2c.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static llci2c_t llci2c;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
llci2c_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.
llci2c_cfg_setup( &cfg );
LLCI2C_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
llci2c_init( &llci2c, &cfg );
}
void application_task ( void )
{
// Thermo 7 measurement Temperature
uint8_t write_reg = 0x00;
uint8_t read_reg[ 2 ] = { 0 };
float temp_msb;
uint8_t temp_lsb;
llci2c_generic_read ( &llci2c, write_reg, read_reg, 2 );
temp_msb = read_reg[ 0 ];
temp_lsb = read_reg[ 1 ] & 0xF0;
if ( temp_lsb & 0x80 ) temp_msb += 0.50;
if ( temp_lsb & 0x40 ) temp_msb += 0.25;
if ( temp_lsb & 0x20 ) temp_msb += 0.125;
if ( temp_lsb & 0x10 ) temp_msb += 0.0625;
log_info( &logger, " Ambient temperature : %.2f C", temp_msb );
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
/*!
* \file
* \brief LlcI2c Click example
*
* # Description
* This click can be utilized as the level converter for logic signals. The topology of this
* logic level conversion (LLC) circuit is perfectly suited for the bi-directional I2C communication.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initialization driver init
*
* ## Application Task
* Reads the temperature from the Thermo 7 click board and logs data to UART.
*
* *note:*
* <pre>
* Connection between Thermo 7 and I2C-LLC is made through I2C interface.
* You can connect a Thermo 7 click and I2C-LLC click with the wires to make connection between click boards.
* We use the Thermo 7 click to demonstrate the functions of the I2C-LLC click.
* </pre>
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "llci2c.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static llci2c_t llci2c;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
llci2c_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.
llci2c_cfg_setup( &cfg );
LLCI2C_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
llci2c_init( &llci2c, &cfg );
}
void application_task ( void )
{
// Thermo 7 measurement Temperature
uint8_t write_reg = 0x00;
uint8_t read_reg[ 2 ] = { 0 };
float temp_msb;
uint8_t temp_lsb;
llci2c_generic_read ( &llci2c, write_reg, read_reg, 2 );
temp_msb = read_reg[ 0 ];
temp_lsb = read_reg[ 1 ] & 0xF0;
if ( temp_lsb & 0x80 ) temp_msb += 0.50;
if ( temp_lsb & 0x40 ) temp_msb += 0.25;
if ( temp_lsb & 0x20 ) temp_msb += 0.125;
if ( temp_lsb & 0x10 ) temp_msb += 0.0625;
log_info( &logger, " Ambient temperature : %.2f C", temp_msb );
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
/*!
* \file
* \brief LlcI2c Click example
*
* # Description
* This click can be utilized as the level converter for logic signals. The topology of this
* logic level conversion (LLC) circuit is perfectly suited for the bi-directional I2C communication.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initialization driver init
*
* ## Application Task
* Reads the temperature from the Thermo 7 click board and logs data to UART.
*
* *note:*
* <pre>
* Connection between Thermo 7 and I2C-LLC is made through I2C interface.
* You can connect a Thermo 7 click and I2C-LLC click with the wires to make connection between click boards.
* We use the Thermo 7 click to demonstrate the functions of the I2C-LLC click.
* </pre>
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "llci2c.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static llci2c_t llci2c;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
llci2c_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.
llci2c_cfg_setup( &cfg );
LLCI2C_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
llci2c_init( &llci2c, &cfg );
}
void application_task ( void )
{
// Thermo 7 measurement Temperature
uint8_t write_reg = 0x00;
uint8_t read_reg[ 2 ] = { 0 };
float temp_msb;
uint8_t temp_lsb;
llci2c_generic_read ( &llci2c, write_reg, read_reg, 2 );
temp_msb = read_reg[ 0 ];
temp_lsb = read_reg[ 1 ] & 0xF0;
if ( temp_lsb & 0x80 ) temp_msb += 0.50;
if ( temp_lsb & 0x40 ) temp_msb += 0.25;
if ( temp_lsb & 0x20 ) temp_msb += 0.125;
if ( temp_lsb & 0x10 ) temp_msb += 0.0625;
log_info( &logger, " Ambient temperature : %.2f C", temp_msb );
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