逐飛科技基于LPC845的多功能傳感器模擬模塊

今天給大家?guī)硪豢钌衿鳎河芍痫w科技設(shè)計制作的基于恩智浦 LPC845 的傳感器模擬模塊，其實叫它傳感器模擬模塊也并不太準確，因為從本質(zhì)上講，是對 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 MS5611、溫濕度計 SHT31、TOF 激光測距 VL53L0X 等傳感器都可以模擬出來。

同時它還可以作為 PWM 輸出，還可以做 DA 輸出，還可以采集 AD 輸入，玩法多多，對工程師的日常調(diào)試工作來說非常方便，在產(chǎn)品開發(fā)前期或者用來學(xué)習(xí)多種傳感器都是一個非常方便的小模塊，不用來來回回去連接多個傳感器做測試，有了這個傳感器模擬模塊，很多開發(fā)、學(xué)習(xí)工作都可以開展了。

說得好不如產(chǎn)品好，接下來小編就帶大家一起了解下逐飛的“多功能傳感器模擬模塊”到底有哪些特點和功能，我們直接通過模塊的接口圖來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。同時也可以從此接口為模塊提供 5V 用電。此接口引腳對應(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，無法對外輸出 5V 供電。

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

請注意，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 3.6V，可能造成模塊永久損壞。

3.3V 引腳可以對外最高輸出 400mA 電流。請勿將此引腳與 GND 短接，否則可能會導(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。即可通過屏幕+按鍵來實現(xiàn)人機交互，實現(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)通過此接口將模塊連接到 PC 端時，將在 PC 端看到一個串口（COM）設(shè)備?？梢酝ㄟ^此接口連接模塊與 PC 上位機，實現(xiàn)通過上位機對模塊功能進行配置。也可以實現(xiàn)從 USB Type-C 接口供電。

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

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

上下方向鍵：用于上下調(diào)整菜單選項?；蛟诓藛沃行薷膮?shù)。

確認返回按鍵：用于進入 / 退出子菜單。或進行選項的確認 / 取消等操作。

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

說回模塊配置，首先看看本地配置，LPC845 傳感器模擬模塊在不使用上位機時，可使用按鍵搭配可選項的 IPS1.14 屏幕進行操作控制。屏幕 UI 界面一共 6 個界面：1 個主界面、5 個功能子頁面。

MAIN MENU

主菜單頁面是模塊的第一個界面，在這個界面選擇所需要進行模擬或輸出的功能部分。

該界面下，使用 UP/DOWN 按鍵進行上下選擇子界面，使用 ENTER 按鍵進入子頁面。UART 選項對應(yīng)模擬 USART 通信，選擇該選項進入 USART 菜單；IIC 選項對應(yīng)模擬 IIC 通信，選擇該選項進入 IIC 菜單；SPI 選項對應(yīng)模擬 SPI 通信，選擇該選項進入 SPI 菜單；PWM 選項對應(yīng)模擬 PWM 功能，選擇該選項進入 PWM 菜單；ANA 選項對應(yīng) ANALOG 功能，選擇該選項進入 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，不使用上位機情況下只能使用默認的 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 按鍵進行上下選擇所需要修改的參數(shù)，使用 ENTER 進行選項參數(shù)修改，BACK 按鍵返回主菜單。

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

參數(shù) data bit 設(shè)置數(shù)據(jù)長度，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?zāi)Ｊ剑蛇x：NAN 無校驗、EVEN 偶校驗、ODD 奇校驗；

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

IIC MENU

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

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

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

SPI MENU

SPI 界面下可以設(shè)置 SPI 的通信參數(shù)，不使用上位機情況下只能使用默認的 send back 功能，發(fā)送固定數(shù)據(jù)“SEEKFREE”。該界面下，使用 UP/DOWN 按鍵進行上下選擇所需要修改的參數(shù)，使用 ENTER 進行選項參數(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：mode 0/1/2/3，對應(yīng) SPI 的四種模式；

參數(shù) ssel spol 設(shè)置片選有效電平，選項：active low/high，對應(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：MSB/LSB start，數(shù)據(jù) MSB 與 LSB 模式；

參數(shù) data len 設(shè)置數(shù)據(jù)長度，選項：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 按下后開始按照所選功能進行 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 按鍵進行上下選擇所需要修改的參數(shù)，使用 ENTER 進行選項參數(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)時進入數(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 按鍵進行左右位選擇，按下 UP 按鍵時可更改位從十位變成百位，按下 DOWN 按鍵時可更改位從百位變成十位，使用 ENTER 進行遞減更改數(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 按下后開始輸出 PWM 信號。

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 按鍵進行上下選擇所需要修改的參數(shù)，使用 ENTER 進行選項參數(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，但實際輸出會有偏差；

更改 DAC output 參數(shù)時進入數(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 按鍵進行左右位選擇，按下 UP 按鍵時可更改位從十位變成百位，按下 DOWN 按鍵時可更改位從百位變成十位，使用 ENTER 進行遞減更改數(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 按下后開始輸出參數(shù) DAC output 設(shè)置的模擬電壓信號。

以上是通過本地人機交互實現(xiàn)的對模塊的配置，還可以通過上位機來實現(xiàn)對模塊的配置。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 端打開對應(yīng)上位機，如下圖所示：

①選項框里面，可以選擇自動搜索，點擊打開串口后，就會自動打開 LPC845 傳感器模擬模塊相連接的上位機。如果知道確定的串口號，也可以選擇具體的串口號后，點擊打開串口。

串口連接完成，如下圖所示，串口號下拉框變?yōu)榛疑蜷_串口按鈕變?yōu)殛P(guān)閉串口，則上位機與模擬連接成功。

注意：在上位機連接成功的時候，LPC845 傳感器模擬模塊的按鍵是無效的，當(dāng) LPC845 模塊斷開與上位機的連接時，按鍵才能使用。

上位機與模塊連接成功后就可以開始配置了。上位機可操作的功能分為三大類：傳感器模擬，通訊測試，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 激光測距傳感器。

我們以模擬 MPU6050 傳感器來舉例說明，打開上位機選擇 MPU6050 功能，點擊開始模擬。如下圖所示，此時 LPC845 模塊就進入了 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。

這里我們以第一個命令做一個簡單的說明，主機向 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 個數(shù)據(jù)，其中 0x??表示隨機數(shù)。

通訊測試

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 從機測試功能，也就是向 LPC845 模塊發(fā)送任意的 SPI 數(shù)據(jù)，該模塊就會回復(fù) SEEKFREE 字符串。

我們以模擬串口回顯來舉例說明，打開上位機選擇串口回顯功能，設(shè)置好波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗位后，點擊開始模擬。如下圖所示，此時 LPC845 模塊就進入了串口回顯模式。其功能是，通過其他外設(shè)通過串口給 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，實現(xiàn)了回顯的功能。

功能拓展

簡單的模擬串口。

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 模擬來做演示，我們將這兩個功能做到了一個選項下面，目的是為了實現(xiàn)點擊模擬的時，短接 ADC 和 DAC 可以很方便的實現(xiàn)自己模擬輸出電壓值，然后自己測量電壓值?？焖俚倪_到理解這兩個功能的作用。

注意 AC 輸出范圍是 0-3300Mv，ADC 輸入范圍 0-3300Mv 電壓過大可能會燒壞 LPC845 模塊。

點擊開始模擬，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 獲取到的值是一個隨機數(shù)。

現(xiàn)在我們將 ADC 與 DAC 引腳短接起來，如下圖所示，此時 DAC 輸出 1000Mv，ADC 輸入 1000Mv。這樣就便捷的實現(xiàn)了兩個實驗。

更多功能演示在說明書中都有說明，何不自己上手這樣一個神器呢，不論是做開發(fā)還是作為學(xué)習(xí)，都不失為一個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)者認識和理解常見的通信端口，以及 PWM、ADC、DAC 這些常用的單片機模塊，希望你們喜歡。

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