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30 分钟

使用MAX22345和STM32F413RH实现SPI接口的电气隔离

完全隔离的SPI接口

SPI Isolator 6 Click with UNI Clicker

已发布 6月 24, 2024

点击板

SPI Isolator 6 Click

开发板

UNI Clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F413RH

在不同电源域的设备之间创建通信桥梁。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

SPI Isolator 6 Click 基于 MAX22345,这是一款四通道数字隔离器,来自 Analog Devices,最大数据传输速率为 200Mbps。MAX22345 为在两个接地域之间传输的数字信号提供了电气隔离,能够承受高达 784Vpeak 的连续隔离和高达 3.75kVRMS 的 60 秒隔离。除此之外,Analog 的专有工

艺技术提供了低功耗操作、高电磁干扰(EMI)抗性和稳定的温度性能。两个电源引脚的宽电压范围允许 MAX22345 用于电平转换和隔离。由于这款 Click board™ 代表了用于 SPI 通信的隔离器,因此它通过 SPI 通信与 MCU 进行逻辑通信。如前所述,MAX22345 具有 A 和 具有另外两个端

子,用于连接隔离的 SPI 数据通信线路。此 Click board™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这种方式使得 3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了一个包含易于使用的函数库和示例代码的库,可用于进一步开发。

SPI Isolator 6 Click hardware overview image

功能概述

开发板

UNI Clicker 是一款紧凑型开发板,设计为一体化解决方案,它将 Click 板™ 的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它支持广泛的微控制器,如 Microchip、ST、NXP 和 TI 等厂商的不同 ARM、PIC32、dsPIC、PIC 和 AVR(不论其引脚数量),具备四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™ 连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个调试器/程序员连接器,以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。得益于创新的制造技术,它允许您迅速构建具有独特功能和特性的小工

具。UNI Clicker 开发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 UNI Clicker 的编程方式,使用第三方程序员或通过板载 JTAG/SWD 头连接的 CODEGRIP/mikroProg 外,UNI Clicker 板还包括一个为开发套件提供的干净且调节过的电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Type-C(USB-C)连接器,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚 合物/锂离子电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本身支持的通信方法(加上 USB

 HOST/DEVICE)都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、为 MCU 卡提供的标准化插座(SiBRAIN 标准),以及几个用户可配置的按钮和 LED 指示灯。UNI Clicker 是 Mikroe 快速开发生态系统的一个重要组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

UNI clicker double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1536

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

327680

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PA5
SCK
SPI Data OUT
PA6
MISO
SPI Data IN
PA7
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 6 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

UNI Clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以UNI Clicker作为您的开发板开始。

UNI Clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for STM32F745VG front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 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
Necto image step 7 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 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • spiisolator6_generic_write - 此函数通过使用SPI串行接口写入所需数量的数据字节。

  • spiisolator6_generic_read - 此函数通过使用SPI串行接口先写入然后读取所需数量的数据字节。

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 SPIIsolator6 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of SPI Isolator 6 Click board by reading the
 * device ID of the connected Accel 22 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Reads and checks the device ID of the connected Accel 22 Click board, and displays the
 * results on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @note
 * Make sure to provide VCC power supply on VCC-EXT pin.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "spiisolator6.h"

static spiisolator6_t spiisolator6;
static log_t logger;

/**
 * @brief SPI Isolator 6 get accel 22 device id function.
 * @details This function reads and checks the device ID of the connected Accel 22 Click board.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #spiisolator6_t object definition for detailed explanation.
 * @return None.
 * @note None.
 */
void spiisolator6_get_accel22_device_id ( spiisolator6_t *ctx );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    spiisolator6_cfg_t spiisolator6_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.
    spiisolator6_cfg_setup( &spiisolator6_cfg );
    SPIISOLATOR6_MAP_MIKROBUS( spiisolator6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == spiisolator6_init( &spiisolator6, &spiisolator6_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    spiisolator6_get_accel22_device_id ( &spiisolator6 );
    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;
}

void spiisolator6_get_accel22_device_id ( spiisolator6_t *ctx )
{
    #define DEVICE_NAME             "Accel 22 Click"
    #define DEVICE_SPI_READ_REG     0x0B
    #define DEVICE_REG_ID           0x00
    #define DEVICE_ID               0xAD
    uint8_t data_in[ 2 ] = { DEVICE_SPI_READ_REG, DEVICE_REG_ID };
    uint8_t device_id;
    if ( SPIISOLATOR6_OK == spiisolator6_generic_read ( ctx, data_in, 2, &device_id, 1 ) )
    {
        log_printf( &logger, "\r\n %s\r\n", ( char * ) DEVICE_NAME );
        if ( DEVICE_ID == device_id )
        {
            log_printf ( &logger, " Device ID: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) device_id );
        }
        else
        {
            log_error( &logger, " Wrong Device ID: 0x%.2X", ( uint16_t ) device_id );
        }
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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