神器降临：基于LPC845的多功能传感器模拟模块

NXP管管

神器降临：基于LPC845的多功能传感器模拟模块

基于LPC845的多功能

传感器模拟模块

各位嵌入式开发工程师及电子工程师朋友你们好，今天给大家带来一款神器：由逐飞科技设计制作的基于恩智浦LPC845的传感器模拟模块，其实叫它传感器模拟模块也并不太准确，因为从本质上讲，是对UART，SPI，IIC等通信端口的模拟，很多传感器都是采用的这些通信方式输出，比如陀螺仪MPU6050、气压计MS5611、温湿度计SHT31、TOF激光测距VL53L0X等传感器都可以模拟出来。
同时它还可以作为PWM输出，还可以做DA输出，还可以采集AD输入，玩法多多，对工程师的日常调试工作来说非常方便，在产品开发前期或者用来学习多种传感器都是一个非常方便的小模块，不用来来回回去连接多个传感器做测试，有了这个传感器模拟模块，很多开发、学习工作都可以开展了。

说得好不如产品好，接下来小编就带大家一起了解下逐飞的“多功能传感器模拟模块”到底有哪些特点和功能，我们直接通过模块的接口图来看看模块具备哪些功能：

数字通讯接口：包含UART，SPI，IIC通讯功能引脚。同时也可以从此接口为模块提供5V用电。此接口引脚对应的功能如下图所示。

此接口还兼容IoT EVK的FlexComm接口，可以直接连接在IoT EVK开发板的任意FlexComm接口。如下图所示。

注意：此接口中的5V引脚仅可以作为电源输入功能使用，无法对外输出5V供电。


模拟+PWM接口：包含ADC，DAC，PWM功能。可以向外输出PWM波形，或进行模拟电压输出，以及模拟电压采集的功能。此接口引脚对应的功能如下图所示。

请注意，此接口中所有输入输出引脚最高可承受电压为3.6V。如果电压超过3.6V，可能造成模块永久损坏。


3.3V引脚可以对外最高输出400mA电流。请勿将此引脚与GND短接，否则可能会导致烧毁模块上的3.3V稳压芯片。
1.14寸IPS屏幕接口：可以连接逐飞的1.14寸IPS屏幕。即可通过屏幕+按键来实现人机交互，实现本地配置模块的功能。


USB接口（仅串口）：此USB接口连接至板载CH340芯片（USB转TTL）。当通过此接口将模块连接到PC端时，将在PC端看到一个串口（COM）设备。可以通过此接口连接模块与PC上位机，实现通过上位机对模块功能进行配置。也可以实现从USB Type-C接口供电。


电源指示灯：当模块被供电时，此指示灯会亮起，发光颜色为黄色。
运行状态指示灯：当模块正常工作时，此指示灯会闪烁，以方便监视模块是否正常运行。
上下方向键：用于上下调整菜单选项。或在菜单中修改参数。
确认返回按键：用于进入/退出子菜单。或进行选项的确认/取消等操作。

看完接口说明我们大致了解了模块的功能，但还不够透彻，从上面的接口说明描述中我们可以发现，这个模块可以选择本地人机交互进行配置，也可以选择上位机来进行配置，这也是为大家可以灵活选择来做的精心考虑，如果选择使用上位机来进行配置，那么就可以选择不购买显示屏，这样可以更加节省，加上和恩智浦的联合推广，无屏版模块低至55元的劲爆价格，非常划算。


说回模块配置，首先看看本地配置，LPC845传感器模拟模块在不使用上位机时，可使用按键搭配可选项的IPS1.14屏幕进行操作控制。屏幕UI界面一共6个界面：1个主界面、5个功能子页面。


MAIN MENU


主菜单页面是模块的第一个界面，在这个界面选择所需要进行模拟或输出的功能部分。

该界面下，使用UP/DOWN按键进行上下选择子界面，使用ENTER按键进入子页面。UART选项对应模拟USART通信，选择该选项进入USART菜单；IIC选项对应模拟IIC通信，选择该选项进入IIC菜单；SPI选项对应模拟SPI通信，选择该选项进入SPI菜单；PWM选项对应模拟PWM功能，选择该选项进入PWM菜单；ANA选项对应ANALOG功能，选择该选项进入ANALOG菜单。

USART MENU


USART界面下可以设置USART的通信参数，并选择工作模式，不使用上位机情况下只能使用默认的send back功能，将通信接口接收到的数据发回去。该界面下，使用UP/DOWN按键进行上下选择所需要修改的参数，使用ENTER进行选项参数修改，BACK按键返回主菜单。

~参数baud rate设置波特率选项，可选：4800、9600、19200、115200、230400；
~参数data bit设置数据长度，可选：7、8；
~参数stop bit设置停止位，可选：1、2；
~参数parity设置校验模式，可选：NAN无校验、EVEN偶校验、ODD奇校验；


设置完参数后，选择“---<>---”那一行的状态栏，ENTER按下后开始按照所选参数进行串口通信。


IIC MENU

IIC界面下可以设置IIC的通信参数，不使用上位机情况下只能使用默认的send back功能，将通信接口接收到的数据发回去，或者选择默认的陀螺仪MPU6050、气压计MS5611、温湿度计SHT31、TOF激光测距VL53L0X四个传感器的模拟功能进行传感器模拟，请注意传感器模拟功能仅适配逐飞科技开源库系列的外设驱动。该界面下，使用UP/DOWN按键进行上下选择所需要修改的参数，使用ENTER进行选项参数修改，BACK按键返回主菜单。

参数sensor设置通信模拟，选项：send back、mpu6050、sht31、ms6511、vl53l0x，对应数据回传以及各个传感器模拟；


设置完参数后，选择“---<>---”那一行的状态栏，ENTER按下后开始按照所选功能进行IIC通信。

SPI MENU


SPI界面下可以设置SPI的通信参数，不使用上位机情况下只能使用默认的send back功能，发送固定数据“SEEKFREE”。该界面下，使用UP/DOWN按键进行上下选择所需要修改的参数，使用ENTER进行选项参数修改，BACK按键返回主菜单。

参数spi mode设置SPI工作模式，选项：mode 0/1/2/3，对应SPI的四种模式；
参数ssel spol设置片选有效电平，选项：active low/high，对应低电平有效与高电平有效；
参数data dir设置数据方向，选项：MSB/LSB start，数据MSB与LSB模式；
参数data len设置数据长度，选项：4-16，最低4bit数据最高16bit数据；
设置完参数后，选择“---<>---”那一行的状态栏，ENTER按下后开始按照所选功能进行SPI通信。

PWM MENU


PWM界面下可以设置PWM的输出参数。该界面下，使用UP/DOWN按键进行上下选择所需要修改的参数，使用ENTER进行选项参数修改，BACK按键返回主菜单。

参数freq设置PWM频率，最小1Hz，最大1MHz；
参数duty 1设置通道1输出的占空比：最大100%，最小0%；
参数duty 2设置通道2输出的占空比：最大100%，最小0%；
参数duty 3设置通道3输出的占空比：最大100%，最小0%；
参数duty 4设置通道4输出的占空比：最大100%，最小0%；


更改freq与duty参数时进入数据更改模式，数据按位更改，可更改位反白显示，使用UP/DOWN按键进行左右位选择，按下UP按键时可更改位从十位变成百位，按下DOWN按键时可更改位从百位变成十位，使用ENTER进行递减更改数值，更改完成后使用BACK按键退出更改模式；


设置完参数后，选择“---<>---”那一行的状态栏，ENTER按下后开始输出PWM信号。


ANALOG MENU


ANALOG界面下可以设置ADC的输出参数。该界面下，使用UP/DOWN按键进行上下选择所需要修改的参数，使用ENTER进行选项参数修改，BACK按键返回主菜单。

参数DAC output设置DAC输出的电压：最大300mv，最小0mv，但实际输出会有偏差；


更改DAC output参数时进入数据更改模式，数据按位更改，可更改位反白显示，使用UP/DOWN按键进行左右位选择，按下UP按键时可更改位从十位变成百位，按下DOWN按键时可更改位从百位变成十位，使用ENTER进行递减更改数值，更改完成后使用BACK按键退出更改模式；


ADC input仅作显示，显示ADC输入管脚的电压状态；


设置完参数后，选择“---<>---”那一行的状态栏，ENTER按下后开始输出参数DAC output设置的模拟电压信号。

以上是通过本地人机交互实现的对模块的配置，还可以通过上位机来实现对模块的配置。使用type-c数据线连接LPC845模块至PC端。如图下所示，连接上POWER灯常亮，STAT灯闪烁。

然后PC端打开对应上位机，如下图所示：

①选项框里面，可以选择自动搜索，点击打开串口后，就会自动打开LPC845传感器模拟模块相连接的上位机。如果知道确定的串口号，也可以选择具体的串口号后，点击打开串口。


串口连接完成，如下图所示，串口号下拉框变为灰色，打开串口按钮变为关闭串口，则上位机与模拟连接成功。

注意：在上位机连接成功的时候，LPC845传感器模拟模块的按键是无效的，当LPC845模块断开与上位机的连接时，按键才能使用。

上位机与模块连接成功后就可以开始配置了。上位机可操作的功能分为三大类：传感器模拟，通讯测试，功能拓展。

传感器模拟


模拟IIC接口的MPU6050六轴陀螺仪加速度计传感器。
模拟IIC接口的SHT31温湿度传感器。
模拟IIC接口的MS5611高度传感器。
模拟IIC接口的VL53L0X激光测距传感器。

我们以模拟MPU6050传感器来举例说明，打开上位机选择MPU6050功能，点击开始模拟。如下图所示，此时LPC845模块就进入了MPU6050传感器模拟模式。

MPU6050传感器模拟的功能是模拟IIC接口的MPU6050六轴陀螺仪加速度计传感器。命令与回应数据如下表所示。

这里我们以第一个命令做一个简单的说明，主机向LPC845模块模块发送设备地址0x44发送命令0x3B，LPC845模块回应0x00, 0x??, 0x00, 0x??, 0x00, 0x??这6个数据，其中0x??表示随机数。

通讯测试


模拟串口回显，也就是向LPC845模块发送什么串口数据，该模块就回复什么串口数据。
模拟IIC从机回显，也就是向LPC845模块发送什么IIC数据，该模块就回复什么IIC数据。
模拟SPI从机测试功能，也就是向LPC845模块发送任意的SPI数据，该模块就会回复SEEKFREE字符串。

我们以模拟串口回显来举例说明，打开上位机选择串口回显功能，设置好波特率、数据位、停止位和校验位后，点击开始模拟。如下图所示，此时LPC845模块就进入了串口回显模式。其功能是，通过其他外设通过串口给LPC845传感器模拟模块发送串口数据，发送什么，LPC845模块就回应什么，实现了回显的功能。

功能拓展


简单的模拟串口。
模拟IIC接口的部分传感器。
PWM、ADC和DAC外设功能。

我们以ADC和ADC模拟来做演示，我们将这两个功能做到了一个选项下面，目的是为了实现点击模拟的时，短接ADC和DAC可以很方便的实现自己模拟输出电压值，然后自己测量电压值。快速的达到理解这两个功能的作用。


注意AC输出范围是0-3300Mv，ADC输入范围0-3300Mv电压过大可能会烧坏LPC845模块。


点击开始模拟，如下图所示，DAC输出的电压值为1000MV，而ADC由于是悬空的，所以ADC获取到的值是一个随机数。

现在我们将ADC与DAC引脚短接起来，如下图所示，此时DAC输出1000Mv，ADC输入1000Mv。这样就便捷的实现了两个实验。

更多功能演示在说明书中都有说明，何不自己上手这样一个神器呢，不论是做开发还是作为学习，都不失为一个功能丰富的模拟模块，这样的一款神器，还可以快速的让各位初学者认识和理解常见的通信端口，以及PWM、ADC、DAC这些常用的单片机模块，希望你们喜欢。


最后：多功能模拟模块已经在逐飞科技淘宝店上架，现货发售，进店搜索LPC即可找到相关模块。IoT开发板也上架等各位来撩，现在购买还能享受NXP与逐飞联合推广的超低优惠价，欢迎选购。


淘宝链接：https://item.taobao.com/item.htm ... amp;id=627906449496

本文由“逐飞科技”编辑整理，时间仓促，水平有限，难免有误，大神轻拍，欢迎交流指正。

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leo01

模块可配合逐飞LPC55S69 IOT开发板使用，购买链接也是同一个。

详情可戳：
https://www.nxpic.org.cn/module/forum/thread-621094-1-1.html

jobszheng5

这个小东西确实挺有意思的啊

leo01

逐飞某宝店还有其他的模块，配合LPC55S69 IOT开发板效果更好