Leabhar-làimhe fiosrachaidh PmodIA™
Air ath-sgrùdadh air 15/2016/XNUMX
Tha an leabhar-làimhe seo a’ buntainn ris a’ PmodIA rev. A
Thairisview
Tha am PmodIA na anailisiche bacaidh a chaidh a thogail timcheall air Innealan Analog AD5933 12-bit Impedance Converter Network Analyzer.
Am measg nam feartan tha:
- Mion-sgrùdaire impedance le inneal-tionndaidh bacadh 12-bit
- Tomhais luachan bacadh bho 100Ω gu 10 MΩ.
- Sguabadh tricead prògramaichte
- Buannachd prògramaichte amplosgadair
- Gineadh cloc taobh a-muigh roghainneil
- Meud PCB beag airson dealbhadh sùbailte 1.6 in × 0.8 a-steach (4.1 cm × 2.0 cm)
- Port 2 × 4-pin le eadar-aghaidh I²C
- A’ leantainn Sònrachadh Eadar-aghaidh Digilent
- Leabharlann agus example còd ri fhaighinn san ionad ghoireasan
Am PmodIA.
Tuairisgeul gnìomh
Bidh am PmodIA a’ cleachdadh Innealan Analog AD5933 leis a ghineadair tricead air-bòrd agus inneal-tionndaidh analog-gu-didseatach (ADC) gus a bhith comasach air cnap-starra neo-aithnichte taobh a-muigh a bhrosnachadh aig tricead aithnichte. Tha am tricead aithnichte seo air a chuir a-mach tro aon de na ceanglaichean SMA. Tha am freagairt tricead air a ghlacadh leis a’ cheangal SMA eile agus air a chuir chun ADC agus cruth-atharrachadh Fourier air leth (DFT) air a dhèanamh air sampdàta air a stiùireadh, a’ stòradh pàirtean fìor agus mac-meanmnach den fhuasgladh anns na clàran dàta air-chip. Faodar meud a’ bhacadh neo-aithnichte a bharrachd air an ìre coimeasach den bhacadh aig gach puing den t-sguabadh tricead a chaidh a chruthachadh a thomhas bhon dà fhacal dàta seo.
1.1 I² C eadar-aghaidh
Tha am PmodIA ag obair mar inneal tràillean a’ cleachdadh protocol conaltraidh I² C. Bidh an inbhe eadar-aghaidh I² C a’ cleachdadh dà loidhne chomharran. Is iad sin dàta I² C agus gleoc I² C. Bidh na comharran sin a’ mapadh gu dàta sreathach (SDA) agus gleoc sreathach (SCL) fa leth air a’ PmodIA. (Faic Clàr 1.) Tha an stiùireadh a leanas a 'mìneachadh mar a leughas agus a sgrìobhas tu an inneal.
Feumaidh tu beachdachadh air dà phròtacal nuair a bhios tu a’ sgrìobhadh chun PmodIA: an sgrìobhadh byte / command byte agus am bloc a’ sgrìobhadh. Le bhith a’ sgrìobhadh aon byte bhon mhaighstir chun an tràill feumaidh am maighstir suidheachadh tòiseachaidh a thòiseachadh agus seòladh tràill 7bit a chuir. Feumaidh tu am pìos leughaidh/sgrìobhaidh a chumail ìosal gus sgrìobhadh gu inneal nan tràillean gu soirbheachail. Bu chòir don PmodIA seòladh nan tràillean a shuidheachadh mar 0001101 (0x0D) nuair a thòisicheas iad. Às deidh don tràill an seòladh aige aithneachadh, feumaidh am maighstir seòladh a’ chlàir a tha e airson sgrìobhadh thuige a chuir. Cho luath ‘s a dh’ aithnicheas an tràill an seòladh seo fhaighinn, cuiridh am maighstir aon bhileag dàta a bu chòir don tràill aideachadh le pìos tilleadh. Bu chòir don mhaighstir an uairsin suidheachadh stad a chuir a-mach.
Faodaidh tu cuideachd am protocol seo a chleachdadh gus puing a shuidheachadh airson seòladh clàraidh. Às deidh don mhaighstir seòladh an tràill a chuir agus pìos a sgrìobhadh, agus an tràill a’ freagairt le pìos aideachadh, bidh am maighstir a’ cur byte àithne puing (10110000, no, 0xB0). Innsidh an tràill beagan aideachadh agus an uairsin cuiridh am maighstir seòladh a’ chlàir mar chuimhneachan. An ath thuras a bhios an inneal a 'leughadh no a' sgrìobhadh dàta gu clàr, bidh e a 'tachairt aig an t-seòladh seo.
Thoir an aire: Feumaidh am puing a bhith air a shuidheachadh mus cleachd thu protocols bloc sgrìobhadh no leughadh bloc.
Faodaidh tu protocol sgrìobhadh bloca a dhèanamh san aon dòigh ri suidheachadh puing. Cuir an àithne sgrìobhadh bloc (10100000, no, 0xA0) an àite an àithne puing, agus gabhaidh an àireamh de bytes a thèid a chuir (air a riochdachadh mar byte) an àite seòladh a’ chlàir le bytes dàta às deidh sin air an clàr-amais neoni. Cleachd an aon dà phròtacal nuair a leughas tu dàta bhon PmodIA: faigh byte agus bloc leughadh.
| Ceangal J1 - I² C Conaltradh | ||
| Pinn | Comharradh | Tuairisgeul |
| 1 | SCL | I² C uaireadair |
| 3 | SDA | I² C dàta |
| 5 | GND | Solar cumhachd Talamh |
| 7 | VCC | Solar cumhachd (3.3V/5V) |
1.2 Stòr cloc
Tha oscillator a-staigh aig PmodIA a ghineas gleoc 16.776 MHz gus an inneal a ruith. Faodaidh tu gleoc a-muigh a chleachdadh le bhith a’ luchdachadh IC4 air a’ PmodIA agus a’ suidheachadh pìos 3 anns a’ chlàr smachd (seòladh clàraidh 0x80 agus 0x81).
Tha sgeama PmodIA a’ toirt seachad liosta de na oscillators a thathar a’ moladh. Tha an sgeama ri fhaighinn bho dhuilleag toraidh PmodIA aig www.digilentinc.com.
1.3 A’ stèidheachadh Sguabadh Tricead
Faodaidh bacadh dealain, ?, cuairt a bhith eadar-dhealaichte thar raon de thrictean. Leigidh am PmodIA leat sguab tricead a chuir air dòigh gu furasta gus feartan bacadh cuairteachaidh a lorg. An toiseach, feumaidh tu eadar-aghaidh I² C a stèidheachadh eadar am bòrd aoigheachd agus am PmodIA. Feumaidh am PmodIA trì pìosan fiosrachaidh gus sguabadh tricead a dhèanamh: tricead tòiseachaidh, an àireamh de cheumannan anns an t-sguabadh, agus an àrdachadh tricead às deidh gach ceum. Tha an tricead tòiseachaidh agus an àrdachadh gach ceum air an stòradh mar fhaclan 24-bit. Tha an àireamh de cheumannan paramadair air a stòradh mar fhacal 9-bit.
'S urrainn dhut am prògram bho stùc gu stùctage den tricead toraidh anns an t-sguabadh le bhith a’ suidheachadh pìosan 10 agus 9 anns a’ chlàr smachd. An stùc gu stùc voltagFeumaidh e a bhith air a shuidheachadh gu h-iomchaidh a thaobh an deuchainn bacadh. Tha seo gus an taobh a-staigh op-amps bho bhith a’ feuchainn ri toradh a lìbhrigeadh voltage no sruth nas fhaide na an comas as àirde. Thathas a’ moladh nuair a thathar a’ cleachdadh an resistor fios-air-ais 20-ohm gus an stùc gu stùc voltage gu an dàrna cuid an 200mV no 400mV agus nuair a bhios tu a’ cleachdadh an resistor fios-air-ais 100K-ohm, suidhich an ìre as àirde gu àirde vol.tage aig 1V.
Aon uair ‘s gu bheil an cuairteachadh air bhioran, bheir e beagan ùine gus a staid sheasmhach a ruighinn. Faodaidh tu ùine rèiteachaidh a phrògramadh airson gach puing anns an t-sguabadh tricead le bhith a’ sgrìobhadh luach gus seòlaidhean 0x8A agus 0x8B a chlàradh. Tha an luach seo a’ riochdachadh na h-àireamh de amannan tricead toraidh a bheir an inneal-tionndaidh analog-gu-didseatach seachad mus tòisich e sampling am freagairt tricead. (Faic Clàr 2 airson liosta de chlàran agus na crìochan co-fhreagarrach aca.)
| Seòladh Clàraidh | Paramadair |
| 0x80, 0x81 | Clàr smachd (Bit-10 agus Bit-9 seata stùc gu stùc voltage airson tricead toraidh). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Tricead tòiseachaidh (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Meudachadh gach ceum (Hz) |
| 0x88, 0x89 | An àireamh de cheumannan ann an sguab |
| 0x8A, 0x8B | Ùine rèiteachaidh (Àireamh amannan tricead toraidh) |
Faodaidh tu am facal 24-bit obrachadh a-mach airson a stòradh aig na seòlaidhean clàraidh airson tricead tòiseachaidh agus an àrdachadh gach ceum a’ cleachdadh a’ chòd tricead tòiseachaidh agus na co-aontaran còd àrdachaidh tricead gu h-ìosal. Gheibh thu cuideachd na co-aontaran sin agus barrachd fiosrachaidh air duilleag dàta AD5933.
Aon uair ‘s gu bheil thu air na paramadairean sin a shuidheachadh, dèan na ceumannan a leanas gus an sguab tricead a thòiseachadh (air ath-sgrìobhadh bhon duilleag dàta AD5933):
- Cuir a-steach modh cùl-taic le bhith a’ cur an àithne cùl-taic chun chlàr smachd.
- Cuir a-steach am modh tòiseachaidh le bhith a’ cur fios tòiseachaidh le àithne tricead tòiseachaidh chun chlàr smachd.
Leigidh seo leis a’ chuairt a bhith air a thomhas gus a staid sheasmhach a ruighinn. - Tòisich an sguabadh tricead le bhith a 'cur an òrdugh sguabaidh tricead tòiseachaidh chun chlàr smachd.
1.4 Àireamhan bacaidh
Tha an inneal-tionndaidh analog-gu-didseatach samples an fhreagairt tricead bho bhacadh neo-aithnichte aig suas ri 1MSPS le rùn 12-bit airson a h-uile puing anns an t-sguabadh tricead. Mus tèid na tomhais a stòradh, bidh am PmodIA a’ coileanadh cruth-atharrachadh ceithir-cheàrnach air leth (DFT) air na sampdàta air a stiùireadh (1,024 samples airson gach ceum tricead). Bidh dà chlàr a’ stòradh toradh DFT: an Clàr Fìor, agus an Clàr mac-meanmnach.
Tha an dà chuid àireamhan fìor agus mac-meanmnach ann am bacadh dealain. Ann an cruth Cartesian, faodaidh tu bacadh a chuir an cèill leis a’ cho-aontar:
z = Fìor + j ∗ mac-meanmnach
Far a bheil Real na fhìor phàirt, is e mac-meanmna am pàirt mac-meanmnach, agus ? a tha na àireamh mac-meanmnach (co-ionann ri i = √−1, ann am matamataig). Faodaidh tu cuideachd impedance a riochdachadh ann an cruth pòlach:
bacadh = |z|∠θ
Càite |Z| is e am meud agus ∠θ an ceàrn ceuma:
Cha bhith am PmodIA a’ dèanamh àireamhachadh sam bith. Às deidh gach DFT, feumaidh am prìomh inneal na luachan anns na clàran Fìor is mac-meanmnach a leughadh.
Gus obrachadh a-mach an fhìor bhacadh, feumaidh tu aire a thoirt don bhuannachd. Gheibh thu example àireamhachadh factar buannachd anns an duilleag dàta AD9533.
1.5 Leughaidhean Teòthachd
Tha mothachadh teothachd fèin-chumanta, 13-bit aig PmodIA gus sùil a chumail air teòthachd inneal. Feuch an toir thu sùil air duilleag dàta AD5933 airson tuilleadh fiosrachaidh mu bhith a’ cumail smachd air a’ mhodal seo.
1.6 Clàr Seòlaidhean
Tha clàr iomlan de sheòlaidhean clàraidh air an duilleag dàta AD5933.
Meudan corporra
Tha na prìnichean air bann-cinn a’ phrìne 100 mìle bho chèile. Tha am PCB 1.6 òirleach a dh’ fhaid air na taobhan co-shìnte ris na prìnichean air bann-cinn a’ phrìne agus 0.8 òirlich a dh’fhaid air na taobhan ceart-cheàrnach ri bann-cinn a’ phrìne.
Air a luchdachadh sìos bho Saighead.com.
Copyright Digilent, Inc. Gach còir glèidhte.
Faodaidh ainmean toraidh is companaidh eile a tha air an ainmeachadh a bhith nan comharran malairt aig an luchd-seilbh aca.
1300 Cùirt Henley
Pullman, WA 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Sgrìobhainnean/Goireasan
 |
PmodIA DIGILENT Le Bùird Microcontroller Cloc a-muigh [pdfLeabhar-làimhe an neach-cleachdaidh PmodIA Le Bùird Microcontroller Cloc Taobh a-muigh, PmodIA, Le Bùird Microcontroller Cloc a-muigh, Bùird Microcontroller Cloc a-muigh, Bùird Microcontroller Cloc, Bùird Microcontroller, Bùird |