逐飛科技基于LPC845的多功能傳感器模擬模塊

今天給大家?guī)?lái)一款神器：由逐飛科技設(shè)計(jì)制作的基于恩智浦 LPC845 的傳感器模擬模塊，其實(shí)叫它傳感器模擬模塊也并不太準(zhǔn)確，因?yàn)閺谋举|(zhì)上講，是對(duì) UART，SPI，IIC 等通信端口的模擬，很多傳感器都是采用的這些通信方式輸出，比如陀螺儀 MPU6050、氣壓計(jì) MS5611、溫濕度計(jì) SHT31、TOF 激光測(cè)距 VL53L0X 等傳感器都可以模擬出來(lái)。

同時(shí)它還可以作為 PWM 輸出，還可以做 DA 輸出，還可以采集 AD 輸入，玩法多多，對(duì)工程師的日常調(diào)試工作來(lái)說(shuō)非常方便，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前期或者用來(lái)學(xué)習(xí)多種傳感器都是一個(gè)非常方便的小模塊，不用來(lái)來(lái)回回去連接多個(gè)傳感器做測(cè)試，有了這個(gè)傳感器模擬模塊，很多開(kāi)發(fā)、學(xué)習(xí)工作都可以開(kāi)展了。

說(shuō)得好不如產(chǎn)品好，接下來(lái)小編就帶大家一起了解下逐飛的“多功能傳感器模擬模塊”到底有哪些特點(diǎn)和功能，我們直接通過(guò)模塊的接口圖來(lái)看看模塊具備哪些功能：

數(shù)字通訊接口：包含 UART，SPI，IIC 通訊功能引腳。同時(shí)也可以從此接口為模塊提供 5V 用電。此接口引腳對(duì)應(yīng)的功能如下圖所示。

此接口還兼容 IoT EVK 的 FlexComm 接口，可以直接連接在 IoT EVK 開(kāi)發(fā)板的任意 FlexComm 接口。如下圖所示。

注意：此接口中的 5V 引腳僅可以作為電源輸入功能使用，無(wú)法對(duì)外輸出 5V 供電。

模擬+PWM 接口：包含 ADC，DAC，PWM 功能?？梢韵蛲廨敵?PWM 波形，或進(jìn)行模擬電壓輸出，以及模擬電壓采集的功能。此接口引腳對(duì)應(yīng)的功能如下圖所示。

請(qǐng)注意，此接口中所有輸入輸出引腳最高可承受電壓為 3.6V。如果電壓超過(guò) 3.6V，可能造成模塊永久損壞。

3.3V 引腳可以對(duì)外最高輸出 400mA 電流。請(qǐng)勿將此引腳與 GND 短接，否則可能會(huì)導(dǎo)致燒毀模塊上的 3.3V 穩(wěn)壓芯片。

1.14 寸 IPS 屏幕接口：可以連接逐飛的 1.14 寸 IPS 屏幕。即可通過(guò)屏幕+按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)本地配置模塊的功能。

USB 接口（僅串口）：此 USB 接口連接至板載 CH340 芯片（USB 轉(zhuǎn) TTL）。當(dāng)通過(guò)此接口將模塊連接到 PC 端時(shí)，將在 PC 端看到一個(gè)串口（COM）設(shè)備?？梢酝ㄟ^(guò)此接口連接模塊與 PC 上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)上位機(jī)對(duì)模塊功能進(jìn)行配置。也可以實(shí)現(xiàn)從 USB Type-C 接口供電。

電源指示燈：當(dāng)模塊被供電時(shí)，此指示燈會(huì)亮起，發(fā)光顏色為黃色。

運(yùn)行狀態(tài)指示燈：當(dāng)模塊正常工作時(shí)，此指示燈會(huì)閃爍，以方便監(jiān)視模塊是否正常運(yùn)行。

上下方向鍵：用于上下調(diào)整菜單選項(xiàng)。或在菜單中修改參數(shù)。

確認(rèn)返回按鍵：用于進(jìn)入 / 退出子菜單?；蜻M(jìn)行選項(xiàng)的確認(rèn) / 取消等操作。

看完接口說(shuō)明我們大致了解了模塊的功能，但還不夠透徹，從上面的接口說(shuō)明描述中我們可以發(fā)現(xiàn)，這個(gè)模塊可以選擇本地人機(jī)交互進(jìn)行配置，也可以選擇上位機(jī)來(lái)進(jìn)行配置，這也是為大家可以靈活選擇來(lái)做的精心考慮，如果選擇使用上位機(jī)來(lái)進(jìn)行配置，那么就可以選擇不購(gòu)買顯示屏，這樣可以更加節(jié)省，加上和恩智浦的聯(lián)合推廣，無(wú)屏版模塊低至 55 元的勁爆價(jià)格，非常劃算。

說(shuō)回模塊配置，首先看看本地配置，LPC845 傳感器模擬模塊在不使用上位機(jī)時(shí)，可使用按鍵搭配可選項(xiàng)的 IPS1.14 屏幕進(jìn)行操作控制。屏幕 UI 界面一共 6 個(gè)界面：1 個(gè)主界面、5 個(gè)功能子頁(yè)面。

MAIN MENU

主菜單頁(yè)面是模塊的第一個(gè)界面，在這個(gè)界面選擇所需要進(jìn)行模擬或輸出的功能部分。

該界面下，使用 UP/DOWN 按鍵進(jìn)行上下選擇子界面，使用 ENTER 按鍵進(jìn)入子頁(yè)面。UART 選項(xiàng)對(duì)應(yīng)模擬 USART 通信，選擇該選項(xiàng)進(jìn)入 USART 菜單；IIC 選項(xiàng)對(duì)應(yīng)模擬 IIC 通信，選擇該選項(xiàng)進(jìn)入 IIC 菜單；SPI 選項(xiàng)對(duì)應(yīng)模擬 SPI 通信，選擇該選項(xiàng)進(jìn)入 SPI 菜單；PWM 選項(xiàng)對(duì)應(yīng)模擬 PWM 功能，選擇該選項(xiàng)進(jìn)入 PWM 菜單；ANA 選項(xiàng)對(duì)應(yīng) ANALOG 功能，選擇該選項(xiàng)進(jìn)入 ANALOG 菜單。

USART MENU

USART 界面下可以設(shè)置 USART 的通信參數(shù)，并選擇工作模式，不使用上位機(jī)情況下只能使用默認(rèn)的 send back 功能，將通信接口接收到的數(shù)據(jù)發(fā)回去。該界面下，使用 UP/DOWN 按鍵進(jìn)行上下選擇所需要修改的參數(shù)，使用 ENTER 進(jìn)行選項(xiàng)參數(shù)修改，BACK 按鍵返回主菜單。

參數(shù) baud rate 設(shè)置波特率選項(xiàng)，可選：4800、9600、19200、115200、230400；

參數(shù) data bit 設(shè)置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，可選：7、8；

參數(shù) stop bit 設(shè)置停止位，可選：1、2；

參數(shù) parity 設(shè)置校驗(yàn)?zāi)Ｊ剑蛇x：NAN 無(wú)校驗(yàn)、EVEN 偶校驗(yàn)、ODD 奇校驗(yàn)；

設(shè)置完參數(shù)后，選擇“---<>---”那一行的狀態(tài)欄，ENTER 按下后開(kāi)始按照所選參數(shù)進(jìn)行串口通信。

IIC MENU

IIC 界面下可以設(shè)置 IIC 的通信參數(shù)，不使用上位機(jī)情況下只能使用默認(rèn)的 send back 功能，將通信接口接收到的數(shù)據(jù)發(fā)回去，或者選擇默認(rèn)的陀螺儀 MPU6050、氣壓計(jì) MS5611、溫濕度計(jì) SHT31、TOF 激光測(cè)距 VL53L0X 四個(gè)傳感器的模擬功能進(jìn)行傳感器模擬，請(qǐng)注意傳感器模擬功能僅適配逐飛科技開(kāi)源庫(kù)系列的外設(shè)驅(qū)動(dòng)。該界面下，使用 UP/DOWN 按鍵進(jìn)行上下選擇所需要修改的參數(shù)，使用 ENTER 進(jìn)行選項(xiàng)參數(shù)修改，BACK 按鍵返回主菜單。

參數(shù) sensor 設(shè)置通信模擬，選項(xiàng)：send back、mpu6050、sht31、ms6511、vl53l0x，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)回傳以及各個(gè)傳感器模擬；

設(shè)置完參數(shù)后，選擇“---<>---”那一行的狀態(tài)欄，ENTER 按下后開(kāi)始按照所選功能進(jìn)行 IIC 通信。

SPI MENU

SPI 界面下可以設(shè)置 SPI 的通信參數(shù)，不使用上位機(jī)情況下只能使用默認(rèn)的 send back 功能，發(fā)送固定數(shù)據(jù)“SEEKFREE”。該界面下，使用 UP/DOWN 按鍵進(jìn)行上下選擇所需要修改的參數(shù)，使用 ENTER 進(jìn)行選項(xiàng)參數(shù)修改，BACK 按鍵返回主菜單。

參數(shù) spi mode 設(shè)置 SPI 工作模式，選項(xiàng)：mode 0/1/2/3，對(duì)應(yīng) SPI 的四種模式；

參數(shù) ssel spol 設(shè)置片選有效電平，選項(xiàng)：active low/high，對(duì)應(yīng)低電平有效與高電平有效；

參數(shù) data dir 設(shè)置數(shù)據(jù)方向，選項(xiàng)：MSB/LSB start，數(shù)據(jù) MSB 與 LSB 模式；

參數(shù) data len 設(shè)置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，選項(xiàng)：4-16，最低 4bit 數(shù)據(jù)最高 16bit 數(shù)據(jù)；

設(shè)置完參數(shù)后，選擇“---<>---”那一行的狀態(tài)欄，ENTER 按下后開(kāi)始按照所選功能進(jìn)行 SPI 通信。

PWM MENU

PWM 界面下可以設(shè)置 PWM 的輸出參數(shù)。該界面下，使用 UP/DOWN 按鍵進(jìn)行上下選擇所需要修改的參數(shù)，使用 ENTER 進(jìn)行選項(xiàng)參數(shù)修改，BACK 按鍵返回主菜單。

參數(shù) freq 設(shè)置 PWM 頻率，最小 1Hz，最大 1MHz；

參數(shù) duty 1 設(shè)置通道 1 輸出的占空比：最大 100%，最小 0%；

參數(shù) duty 2 設(shè)置通道 2 輸出的占空比：最大 100%，最小 0%；

參數(shù) duty 3 設(shè)置通道 3 輸出的占空比：最大 100%，最小 0%；

參數(shù) duty 4 設(shè)置通道 4 輸出的占空比：最大 100%，最小 0%；

更改 freq 與 duty 參數(shù)時(shí)進(jìn)入數(shù)據(jù)更改模式，數(shù)據(jù)按位更改，可更改位反白顯示，使用 UP/DOWN 按鍵進(jìn)行左右位選擇，按下 UP 按鍵時(shí)可更改位從十位變成百位，按下 DOWN 按鍵時(shí)可更改位從百位變成十位，使用 ENTER 進(jìn)行遞減更改數(shù)值，更改完成后使用 BACK 按鍵退出更改模式；

設(shè)置完參數(shù)后，選擇“---<>---”那一行的狀態(tài)欄，ENTER 按下后開(kāi)始輸出 PWM 信號(hào)。

ANALOG MENU

ANALOG 界面下可以設(shè)置 ADC 的輸出參數(shù)。該界面下，使用 UP/DOWN 按鍵進(jìn)行上下選擇所需要修改的參數(shù)，使用 ENTER 進(jìn)行選項(xiàng)參數(shù)修改，BACK 按鍵返回主菜單。

參數(shù) DAC output 設(shè)置 DAC 輸出的電壓：最大 300mv，最小 0mv，但實(shí)際輸出會(huì)有偏差；

更改 DAC output 參數(shù)時(shí)進(jìn)入數(shù)據(jù)更改模式，數(shù)據(jù)按位更改，可更改位反白顯示，使用 UP/DOWN 按鍵進(jìn)行左右位選擇，按下 UP 按鍵時(shí)可更改位從十位變成百位，按下 DOWN 按鍵時(shí)可更改位從百位變成十位，使用 ENTER 進(jìn)行遞減更改數(shù)值，更改完成后使用 BACK 按鍵退出更改模式；

ADC input 僅作顯示，顯示 ADC 輸入管腳的電壓狀態(tài)；

設(shè)置完參數(shù)后，選擇“---<>---”那一行的狀態(tài)欄，ENTER 按下后開(kāi)始輸出參數(shù) DAC output 設(shè)置的模擬電壓信號(hào)。

以上是通過(guò)本地人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)的對(duì)模塊的配置，還可以通過(guò)上位機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊的配置。使用 type-c 數(shù)據(jù)線連接 LPC845 模塊至 PC 端。如圖下所示，連接上 POWER 燈常亮，STAT 燈閃爍。

然后 PC 端打開(kāi)對(duì)應(yīng)上位機(jī)，如下圖所示：

①選項(xiàng)框里面，可以選擇自動(dòng)搜索，點(diǎn)擊打開(kāi)串口后，就會(huì)自動(dòng)打開(kāi) LPC845 傳感器模擬模塊相連接的上位機(jī)。如果知道確定的串口號(hào)，也可以選擇具體的串口號(hào)后，點(diǎn)擊打開(kāi)串口。

串口連接完成，如下圖所示，串口號(hào)下拉框變?yōu)榛疑?，打開(kāi)串口按鈕變?yōu)殛P(guān)閉串口，則上位機(jī)與模擬連接成功。

注意：在上位機(jī)連接成功的時(shí)候，LPC845 傳感器模擬模塊的按鍵是無(wú)效的，當(dāng) LPC845 模塊斷開(kāi)與上位機(jī)的連接時(shí)，按鍵才能使用。

上位機(jī)與模塊連接成功后就可以開(kāi)始配置了。上位機(jī)可操作的功能分為三大類：傳感器模擬，通訊測(cè)試，功能拓展。

傳感器模擬

模擬 IIC 接口的 MPU6050 六軸陀螺儀加速度計(jì)傳感器。

模擬 IIC 接口的 SHT31 溫濕度傳感器。

模擬 IIC 接口的 MS5611 高度傳感器。

模擬 IIC 接口的 VL53L0X 激光測(cè)距傳感器。

我們以模擬 MPU6050 傳感器來(lái)舉例說(shuō)明，打開(kāi)上位機(jī)選擇 MPU6050 功能，點(diǎn)擊開(kāi)始模擬。如下圖所示，此時(shí) LPC845 模塊就進(jìn)入了 MPU6050 傳感器模擬模式。

MPU6050 傳感器模擬的功能是模擬 IIC 接口的 MPU6050 六軸陀螺儀加速度計(jì)傳感器。命令與回應(yīng)數(shù)據(jù)如下表所示。

這里我們以第一個(gè)命令做一個(gè)簡(jiǎn)單的說(shuō)明，主機(jī)向 LPC845 模塊模塊發(fā)送設(shè)備地址 0x44 發(fā)送命令 0x3B，LPC845 模塊回應(yīng) 0x00, 0x??, 0x00, 0x??, 0x00, 0x??這 6 個(gè)數(shù)據(jù)，其中 0x??表示隨機(jī)數(shù)。

通訊測(cè)試

模擬串口回顯，也就是向 LPC845 模塊發(fā)送什么串口數(shù)據(jù)，該模塊就回復(fù)什么串口數(shù)據(jù)。

模擬 IIC 從機(jī)回顯，也就是向 LPC845 模塊發(fā)送什么 IIC 數(shù)據(jù)，該模塊就回復(fù)什么 IIC 數(shù)據(jù)。

模擬 SPI 從機(jī)測(cè)試功能，也就是向 LPC845 模塊發(fā)送任意的 SPI 數(shù)據(jù)，該模塊就會(huì)回復(fù) SEEKFREE 字符串。

我們以模擬串口回顯來(lái)舉例說(shuō)明，打開(kāi)上位機(jī)選擇串口回顯功能，設(shè)置好波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)位后，點(diǎn)擊開(kāi)始模擬。如下圖所示，此時(shí) LPC845 模塊就進(jìn)入了串口回顯模式。其功能是，通過(guò)其他外設(shè)通過(guò)串口給 LPC845 傳感器模擬模塊發(fā)送串口數(shù)據(jù)，發(fā)送什么，LPC845 模塊就回應(yīng)什么，實(shí)現(xiàn)了回顯的功能。

功能拓展

簡(jiǎn)單的模擬串口。

模擬 IIC 接口的部分傳感器。

PWM、ADC 和 DAC 外設(shè)功能。

我們以 ADC 和 ADC 模擬來(lái)做演示，我們將這兩個(gè)功能做到了一個(gè)選項(xiàng)下面，目的是為了實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊模擬的時(shí)，短接 ADC 和 DAC 可以很方便的實(shí)現(xiàn)自己模擬輸出電壓值，然后自己測(cè)量電壓值?？焖俚倪_(dá)到理解這兩個(gè)功能的作用。

注意 AC 輸出范圍是 0-3300Mv，ADC 輸入范圍 0-3300Mv 電壓過(guò)大可能會(huì)燒壞 LPC845 模塊。

點(diǎn)擊開(kāi)始模擬，如下圖所示，DAC 輸出的電壓值為 1000MV，而 ADC 由于是懸空的，所以 ADC 獲取到的值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)。

現(xiàn)在我們將 ADC 與 DAC 引腳短接起來(lái)，如下圖所示，此時(shí) DAC 輸出 1000Mv，ADC 輸入 1000Mv。這樣就便捷的實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。

更多功能演示在說(shuō)明書(shū)中都有說(shuō)明，何不自己上手這樣一個(gè)神器呢，不論是做開(kāi)發(fā)還是作為學(xué)習(xí)，都不失為一個(gè)功能豐富的模擬模塊，這樣的一款神器，還可以快速的讓各位初學(xué)者認(rèn)識(shí)和理解常見(jiàn)的通信端口，以及 PWM、ADC、DAC 這些常用的單片機(jī)模塊，希望你們喜歡。

最后：多功能模擬模塊已經(jīng)在逐飛科技淘寶店上架，現(xiàn)貨發(fā)售，進(jìn)店搜索 LPC 即可找到相關(guān)模塊。IoT 開(kāi)發(fā)板也上架等各位來(lái)撩，現(xiàn)在購(gòu)買還能享受 NXP 與逐飛聯(lián)合推廣的超低優(yōu)惠價(jià)，歡迎選購(gòu)。