Freescale Tower System – Conversii A/D şi D/A de mare precizie prin Freescale Tower System

25 FEBRUARIE 2012

Freescale Tower System este o platformă modulară, reconfigurabilă, de dezvoltare a aplicaţiilor, ce permite proiectanţilor să verifice structuri hardware, respectiv să elaboreze, să verifice și să depaneze partea software folosind un sistem de operare în timp real livrat de Freescale.
Colecţia de module Tower System cuprinde trei tipuri de module: controler (module cu diferite tipuri de microcontrolere), periferice şi elevator (2 module). Din modulele selectate pentru o aplicaţie specifică se obţin rapid prototipuri reutilizabile. Modulele sunt realizate de Freescale dar și de alţi parteneri folosind preponderent componente de la Freescale.

Experimentul de laborator se bazează pe modulul analogic TWR-ADCDAC-LTC.
Pentru experiment se folosește un Tower System format din: modulul analogic TWR-ADCDAC-LTC, modulul controler TWR-MCF5225X sau modulul controler TWR-K60N512, modulul de comunicaţie serială TWR-SER și 2 module elevator TWR-ELEV.

Modulul analogic TWR-ADCDAC-LTC pentru Tower System este un modul plug-in, ușor de utilizat, dezvoltat în conjuncţie cu firma Linear Technology. Accesarea rapidă a capabilităţilor acestui modul analogic printr-o simplă configurare este realizată printr-un port serial (SPI sau I2C), cu posibilitatea de a executa operaţii de citire și scriere date (read/ write data) în Convertorul Analog / Digital (ADC) sau Convertorul Digital / Analog (DAC).
Se utilizează într-o gamă extrem de largă de aplicaţii: cuplat la senzori diverși realizează controlul proceselor tehnologice, controlul încărcării bateriilor, măsurări în domeniul medical, achiziţii de date în diverse medii. Acest modul periferic este proiectat pentru a fi combinat și utilizat cu alte module de microcontrolere și module periferice.

Caracteristici
• Modul periferic analogic de mare precizie pentru Tower System
• Controlabil cu orice modul procesor cu o interfaţă SPI
• 2 convertoare Digital / Analog (DAC) de la firma Linear Technology
– LTC2704-16 – Quad 16-Biţi Voltage Output SoftSpan DAC, Readback
– LTC2600 – Octal 16-Biţi Rail-to-Rail DACs
• 2 convertoare Analog / Digital (ADC) de la firma Linear Technology
– LTC1859 – 8-canale, 16-Biţi, 100ksps SoftSpan ADCs, Shutdown
– LTC2498 – 24-biţi 8-/16-Canale Delta Sigma ADC, Easy Drive Input Current Cancellation
• Linear Technology Voltage Regulator
– LTC3471 – Dual 1.3A, 1.2MHz Boost/Inverter
• Linear Technology Voltage Reference
– LTC6655-5 – 0.25ppm Noise, Low Drift Precision Buffered 5V Reference
• 4 conectoare header cu 14-pini pentru conectare la orice modul demonstrativ Linear Technology QuikEval ™ board

Modulul analogic TWR-ADCDAC-LTC

Modulul controler TWR-MCF5225X Microcontroler are caracteristici funcţionale compatibile total cu Freescale Tower System și conţine: Microcontroler MCF5225X V2 ColdFire, program complementar Freescale MQX™ Software, conectivitate USB 2.0 full-speed host/device/OTG controller; controler FlexCAN, controler 10/100 Ethernet, interfaţă External Mini-FlexBus, unitate Cryptographic accelerator, program Open-Source BDM.
Caracteristici fizice: placă standard Small form factor (59mm × 90mm) pentru Freescale Tower System, elemente de conectare serială ale MCF5225X. Modulul are butoane cu apăsare, LED-uri, un potenţiometru și alte elemente pentru testări. TWR-MCF5225X este livrat complet cu Freescale MQX™ Software și o variantă de evaluare a CodeWarrior Development Studio pentru a ușura dezvoltarea și depanarea de aplicaţii.

Modulul controler TWR-MCF5225X

Modulul de comunicaţie serială TWR-SER este proiectat să fie combinat cu module microcontroler și periferice, conţinând porturi de comunicaţie:
• USB Host, Device, și OTG cu Mini-AB connector
• 10/100 Ethernet PHY cu interfaţă MII și RMII
• Ethernet conector cu Integrated magnetics și LED-uri
• RS232 și RS485 transceivere și conector DB9
• CAN transceiver conector 3-pini header

Modulul de comunicaţie serială TWR-SER

Tower System asamblat cu modulele TWR-ADCDAC-LTC și TWR–MCF5225X

Modulul controler TWR-K60N512 este un modul compatibil cu Tower System, având caracteristicile de bază:
• Microcontroler MK60N512VMD100: K60N512 cu operare la 100MHz
• Conector soclu Tower Plug-in
• Conector soclu de uz general Tower Plug-in (TWRPI)
• Circuit On-board JTAG debug (OSJTAG) cu port virtual serial
• Accelerometru pe 3-axe (MMA7660)
• 4 LED-uri controlabile de utilizator
• 4 pad-uri sensibile capacitiv
• 2 butoane push
• Potenţiometru
• Suport de Baterie Lithium 20mm (ex. 2032, 2025)
• Slot pentru Card SD

Modulul controler TWR-K60N512

Experimentele cu TWR-ADCDAC-LTC Demo Suite utilizează CodeWarrior for ColdFire v7.2
(CodeWarrior este un mediu de dezvoltare integrat (IDE), pentru crearea de software care rulează pe o serie de siteme integrate).

Etape

Etapa 1. Asamblarea unui Tower System
Tower System utilizat în experiment are două variante, cu module controler diferite: (varianta 1) TWR-MCF5225X, TWR-SER, TWR-ADCDAC-LTC sau (varianta 2) TWR-K60N512, TWR-SER, and TWR-ADCDAC-LTC. Se fac conexiunile între Tower System și computerul de dezvoltare programe:
1. Cablu USB între computer și conector USB power/debug pe modulul TWR-MCF5225X
2. Cablu USB între computer (sau, opţional, un alimentator AC/DC) și conector USB pe TWR-ADCDAC-LTC
3. Cablu Serial între computer la cupla DB9 pe TWR-SER (opţional, cablul neinclus)
4. Cablu Ethernet între TWR-SER și port Ethernet pe computer.

Etapa 2. Instalarea programelor în computer
1. Instalează CodeWarrior pentru ColdFire v7.2 – http://www.freescale.com/codewarrior
CodeWarrior pentru Microcontrollers v10.× este versiunea unificată care acoperă toate MCU-urile ColdFire și Kinetis.
2. Instalează sistemul de operare în timp real MQX RTOS – http://www.freescale.com/mqx (ultima versione este 3.6.2)

Notă: Dacă se rulează Windows Vista sau Windows 7, se recomandă să se instaleze MQX în afara de C:Program Files directory

3. Unzip TWR-ADCDAC-LTC Demo Suite software.
4. Open CodeWarrior pentru ColdFire v7.2; Click “Start Using CodeWarrior”.
5. Open twradcdacltc_demosuite.mcp: Select File->Open and navigate TWRADCDAC-LTC Demo Suite software unzipped in Step 3. Click “Objects of” drop down box, select “Project Files (*.mcp)”. Select “twradcdacltc_demosuite.mcp”.
6. Codul sursă este livrat pre-built binary, și în acest caz se trece direct la pasul 7.
7. Conectează un cablu USB între computer și TWR-MCF5225X
8. Deschide Flash Programmer Tool din CodeWarrior 7.2 selectând Tools->Flash
Programmer din Top menu bar OSBDM USB connector. Alege “Install the software automatically…”
9. Click “Load Settings”, “Target Configuration” page și selectează MCF52259_INTFLASH.xml, pentru a deschide CodeWarrior.
10. Select “Erase / Blank Check” page. Select “All Sectors” and click “Erase”.
11. Select “Program / Verify” page, click “Program”. După programare apare mesajul “Program Command Succeeded.” Se închide fereastra, iar acum memoria internă flash din MCF52259 MCU de pe modulul TWR-MCF5225X este acum programată cu Demo Suite software. CodeWarrior poate fi acum închis, până la o nouă programare.

Etapa 3. Rularea programelor Demo
Modulul TWR-ADCDAC-LTC utilizează un web server embedded care livrează o interfaţă grafică, pentru ca utilizatorul să controleze conversiile ADC și DAC.
Adresa default IP pentru Tower System este 169.254.3.3 (set in config.h in the Demo Suite).
Alternativ, se poate configura IP manual să fie 169.254.3.4 cu subnet mask of 255.255.0.0.

Bucla de măsură DAC la ADC
1. Se conectează COM și GND pentru LTC2498 și LTC185 ca în figura de mai jos.

Bucla de măsură cu o ieșire DAC la o intrare ADC

2. Se conectează un fir între canalul A al LTC2600 și canalul 0 al LTC2498.
3. Se conectează un fir între canalul A al LTC2704 și canalul 0 al LTC1859.
4. În web browser, se deschide pagina LTC 2600DAC Configuration și se introduce o valoare pentru tensiune (ex.“1.8”) în câmpul “Value to Write”, lăsând celelalte valori default. Click pe “Set / Write”.
Se verifică valoarea tensiunii citită și indicată în pagina LTC2498ADC; aceasta trebuie să fie aproximativ aceeași.
5. Se repetă pasul 4 pentru LTC2704DAC și LTC1859ADC în paginile lor.

Realizarea buclei DAC la ADC

Data Logger și Generator de semnale
Link-ul „ADC datalogger Config” din meniul de pe panoul din stânga al paginilor web oferă un utilitar de configurare al unui sistem de achiziţie de date utilizând oricare ADC. Instrucţiunile sunt furnizate la partea de sus a paginii web. Eșantioanele sunt stocate pe un stick-ul USB. Dând click pe butonul „Set / Read”, contorul „Sample Taken” se va incrementa periodic până când toate probele solicitate au fost achiziţionate. La completare, puteţi accesa fişierul jurnal (format .csv) prin conexiunea la internet prin tastarea numelui de fişier jurnal de ieşire, în bara de adrese a browser-ului. De exemplu, dacă aţi lăsat numele fişierului log ca implicit de „output_log”, atunci puteţi accesa fişierul jurnal prin navigarea către http://169.254.3.3/usb/output_log.csv.

Termocuplu
Link-ul “Thermocouple Reader” din meniul de pe panoul din stânga oferă un utilitar pentru a utiliza LTC2498 ca un dispozitiv de citire a tensiunii dată de un termocuplu.

Conectarea unui termocuplu

Conectaţi termocuplul la intrările LTC2498 ca în figură (firul galben la Canalul 0 şi firul maro la GND). Un fir trebuie să fie conectat între COM şi GND. Apoi, urmaţi instrucţiunile de pe pagina “Thermocouple Reader”.

Bibliografie Freescale
Manuale de utilizare: TWRADCDACLTCLAB, TWR-K60N512-UM, TWRMCF5225X_UM, TWRSERUM

Distribuitori Freescale în România
Arrow Electronice SRL • 026 4417251 • office@arrowromania.com
EBV Elektronik • 021 5296911 • catalin.raduta@ebv.com
Farnell • 0800 894 946 • info-ro@farnell.com
Future Electronics SRL • 0264 457774 • info-RO-future@futureelectronics.com

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre