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10 分钟

使用MCP4921和MSP432P401R通过可操作的数据和洞察减少噪音污染

及时响应噪音相关问题

Noise Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 27, 2024

点击板

Noise Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MSP432P401R

我们的噪声检测解决方案旨在识别和减轻具有破坏性的噪音,促进更加安静和平的环境。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Noise Click基于MCP4921,这是一款来自Microchip的带有SPI接口的12位DAC。这款单通道DAC具有全轨到轨输出、快速设置时间和450KHz的乘法器模式。Noise Click上的MCP4921将阈值设置为12位分辨率步进,从0到4096。该Click board™通过DB Unlimited的MM034202-11模拟MEMS麦克风接收环境中的噪音。它具有全向性方向性,灵敏度约为-42dB,信噪比为59dB,并在100至10000Hz的频率范围内工作。此Click board™还包括两个MCP6022,这是一款来自Microchip的轨到轨输入/输出10MHz运算放大器。这些运算放大器具有宽带宽高达

10MHz、低噪声、低输入失调电压和低失 真。第一个MCP6022处理麦克风信号。然后,放大的电压通过LTC1966,这是一款来自Analog Devices的精密微功耗Δ∑ RMS到 DC转换器。该转换器具有与输入电压无关的恒定带宽、灵活的轨到轨输入和输出,并且比传统的对数反对数类似的RMS到DC转换器更精确。经过LTC1966处理后,信号进入第二个运算放大器,它作为电压比较器,从中产生中断信号。为了避免在周围噪音接近阈值时每秒触发数百次中断,还使用了滞后电路。为此,Noise Click配备了MAX6106,这是一款来自Analog Devices的低成本、微功

耗低压降、高输出电流的2.048V电压参考。 Noise Click使用SPI串行接口通过  mikroBUS™插座与主机MCU通信。 LTC1966 RMS到DC转换器可以通过mikroBUS™插座上的EN引脚的HIGH逻辑状态关闭。无论使能引脚的逻辑状态如何,电压水平仍然可以通过AN引脚进行监测。当环境噪音达到设定阈值时,中断INT引脚被拉高。这款Click board™只能使用3.3V逻辑电压级别操作。在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须对板进行适当的逻辑电压级别转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Noise Click top side image
Noise Click bottom side image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

100

RAM (字节)

65536

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
P6.0
AN
Enable
P8.0
RST
SPI Chip Select
P1.4
CS
SPI Clock
P1.5
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
P1.6
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
P2.0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Noise Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始。

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
Buck 22 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
v8 SiBRAIN MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

这个库包含了Noise Click驱动程序的API。

关键函数:

  • noise_set_cmd_reg - 设置命令寄存器

  • noise_set_state - 开启或关闭Click

  • noise_read_an_pin_voltage - 读取AN引脚的AD转换结果,并将其转换为相应的电压水平

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief Noise click example
 * 
 * # Description
 * This example performs an ambient noise monitoring using the Noise click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Device initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the voltage from AN pin which presents the noise level and displays it
 * on the USB UART every 5ms. If the noise is above predefined threshold
 * (25 percents of max noise, i.e. about 0.4V) an alarm message is being shown.
 * 
 * @note 
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "noise.h"

static noise_t noise;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    noise_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.
    noise_cfg_setup( &cfg );
    NOISE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    noise_init( &noise, &cfg );

    noise_default_cfg( &noise );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage = 0;
    if ( NOISE_OK == noise_read_an_pin_voltage ( &noise, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, "%.3f\r\n", voltage );
    }
    if ( noise_check_int_pin( &noise ) )
    {
        log_printf( &logger, " Sound overlimit detected!\r\n" );
    }
    Delay_ms ( 5 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


// ------------------------------------------------------------------------ END
/*!
 * \file 
 * \brief Noise click example
 * 
 * # Description
 * This example performs an ambient noise monitoring using the Noise click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Device initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the voltage from AN pin which presents the noise level and displays it
 * on the USB UART every 5ms. If the noise is above predefined threshold
 * (25 percents of max noise, i.e. about 0.4V) an alarm message is being shown.
 * 
 * @note 
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "noise.h"

static noise_t noise;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    noise_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.
    noise_cfg_setup( &cfg );
    NOISE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    noise_init( &noise, &cfg );

    noise_default_cfg( &noise );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage = 0;
    if ( NOISE_OK == noise_read_an_pin_voltage ( &noise, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, "%.3f\r\n", voltage );
    }
    if ( noise_check_int_pin( &noise ) )
    {
        log_printf( &logger, " Sound overlimit detected!\r\n" );
    }
    Delay_ms ( 5 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


// ------------------------------------------------------------------------ END

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