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30 分钟

使用ADA4254和TM4C1294KCPDT提升您的音频世界

听清每一个音符

GainAMP 3 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

GainAMP 3 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1294KCPDT

通过我们的可编程增益仪表放大器掌控您的音频,提供精确的增益调节,实现最佳的声音定制。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GainAMP 3 Click基于ADA4254,这是一款零漂移、高电压、可编程增益仪表放大器(PGIA),由Analog Devices设计用于过程控制和工业应用。它能够精确测量传感器、电压和电流,具有广泛的动态范围,并提供有关被测对象的安全信息。它具有12种二进制加权增益,范围从1/16V/V到128V/V,以及三种缩放增益选项:1V/V、1.25V/V和1.375V/V,共有36种可能的增益设置。其零漂移放大器拓扑结构能够自校准直流误差和低频噪声,在整个指定温度范围内实现卓越的直流精度,最大化动态范围,并显著减少许多应用中的校准要求。

ADA4254通过标准SPI串行接口与MCU通信,最大频率为5MHz,支持最常见的SPI模式,即SPI模式0。它配备了一个4通道输入多路复用器,为放大器的高阻抗输入提供±60V保护,并提供用于偏置传感器(如电阻温度检测器RTD)的激励电流源输出。除了位于板载9极连接器上的这些通道外,ADA4254还具有差分输出级和输出激励电流通道。差分输出级使设备可以直接连接到高精度ADC。在进行这样的连接时,建议在连接到ADC之前使用低通滤波器,以最小化噪声和混叠。软件可配置的激励电流输出可以用于激励外部电路,如电阻桥或

RTD传感器,并可以以100μA为增量编程到100μA到1.5mA的值。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。除了使用标记为DIGI的跳线选择逻辑电压电平外,还可以通过定位SMD跳线到适当位置使用AN跳线选择放大器的电源电压。这种方式下,具有3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

GainAMP 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。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,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal 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)

512

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

128

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PH0
CS
SPI Clock
PQ0
SCK
SPI Data OUT
PQ3
MISO
SPI Data IN
PQ2
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

GainAMP 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN 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 Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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 GainAMP 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • gainamp3_write_register - 该功能通过SPI串行接口向选定的寄存器写入一个数据字节。

  • gainamp3_set_amplifier_gain - 该功能设置放大器增益级别。

  • gainamp3_set_input_channel - 该功能设置输入通道。

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 main.c
 * @brief GainAMP3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of GainAMP 3 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration which 
 * verifies the communication and sets active the input channel 1.
 *
 * ## Application Task
 * Changes the amplifier gain level every 3 seconds and displays the gain value on the USB UART.
 *
 * @note
 * VDDH should be within the range from +5V to +30V.
 * VSSH should be within the range from -5V to -30V.
 * Input channels should be within the range from GND to VCC selected by the VCC_SEL SMD jumpers.
 * Gain * Input voltage must not exceed VCC voltage.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gainamp3.h"

static gainamp3_t gainamp3;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;            /**< Logger config object. */
    gainamp3_cfg_t gainamp3_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.

    gainamp3_cfg_setup( &gainamp3_cfg );
    GAINAMP3_MAP_MIKROBUS( gainamp3_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = gainamp3_init( &gainamp3, &gainamp3_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    init_flag = gainamp3_default_cfg ( &gainamp3 );
    if ( GAINAMP3_ERROR == init_flag )
    {
        log_error( &logger, " Default Config Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    for ( uint8_t cnt = GAINAMP3_GAIN_1_OVER_16; cnt <= GAINAMP3_GAIN_128; cnt++ )
    {
        gainamp3_set_amplifier_gain ( &gainamp3, cnt );
        log_printf( &logger, " Amplifier gain set to " );
        float gain = ( 1 << cnt ) / 16.0;
        
        if ( gain < 1.0 )
        {
            log_printf( &logger, "1/%u\r\n", ( uint16_t ) ( 1.0 / gain ) );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, "%u\r\n", ( uint16_t ) gain );
        }
        Delay_ms( 3000 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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