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30 分钟

使用 TPIS1S1385 和 STM32F302VC 实现精确的存在感应和运动检测

创造安全、智能和高效的环境

Presence Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

Presence Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

我们的红外解决方案是一种多功能工具,旨在在各种应用中实现精确的存在感应、运动检测和远程过温保护。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Presence Click基于Excelitas Technologies的CaliPile™多功能红外传感器系列中的TPiS 1S 1385设备。尽管其设计非常紧凑(4.4 x 2.6 x 1.75 mm²),但它具有集成的信号处理ASIC,可以检测到CaliPile™系列所有传感器常见的几种不同事件。TPiS 1S 1385具有近场运动检测、存在检测和远程温度测量功能。红外光从物体发射并被热电堆传感器检测,经过高灵敏度的17位ADC转换,并进行数字处理以允许事件检测。事件检测可以通过I2C接口访问相应的配置寄存器进行微调。CaliPile™系列传感器可以利用嵌入的处理引擎来检测几种不同的事件,包括运动、存在和温度冲击事件。每个事件基于测量温度然后与经过时间间隔后的值进行比较。在处理数据时,设备不会消耗太多电力;在采样间隔期间消耗的电力明显更多。由于测量只在几个时间点进行,总体上消耗的电力不多。这个特点允

许在电池供电系统上使用传感器IC。特别有趣的一个功能是环境温度冲击检测。它允许检测温度的快速变化,可用于远程检测一些电力装置或类似不可接近位置的过温事件。TPiS 1S 1385能够进行数据处理。然而,主机MCU上运行的固件必须执行一些计算,考虑来自EEPROM的校准参数,以确定目标物体的温度。热电堆传感器对红外光反射作出反应;因此,需要考虑一些外部参数。关于这些参数及如何计算输出的更多信息可以在TPiS 1S 1385数据手册中找到。中断引脚允许将检测到的事件报告给主机MCU。这对于基于接近唤醒的应用程序至关重要。只有在读取中断状态寄存器后,中断才会被清除。中断引脚是一个主动低电平输出,路由到mikroBUS™的INT引脚。当不被断言时,它由板载电阻拉到高逻辑电平。上电后,设备只响应通用呼叫地址,即0x00。收到通用呼叫后,它会加载存

储在EEPROM寄存器中的I2C地址。根据此寄存器中的最高有效位(MSB),物理引脚A0和A1的状态将替换两个最低有效位(LSB)的值。引脚A0和A1路由到标有ADR SEL的SMD跳线组,当I2C总线上存在多个设备时,开发人员可以选择I2C从地址。TPiS 1S 1385的数据手册说明了EEPROM寄存器及A0和A1引脚的使用。然而,Click板™由一组mikroSDK库函数支持,这些函数简化了该IC的使用,并附带了一个演示示例,可用作自定义设计的参考。除了TPiS 1S 1385,Presence Click还具有另外两个IC:PCA9306和74LVCH1T45。PCA9306是用于I2C信号的双向电平转换器,而74LVCH1T45是用于INT线的单比特电平转换器。两个IC均由NXP生产。它们允许3.3V和5V的MCU与Click板™接口,大大扩展了其可用性。

Presence Click top side image
Presence Click bottom side image

功能概述

开发板

Clicker 4 for STM32F3 是一款紧凑型开发板,作为完整的解决方案而设计,可帮助用户快速构建具备独特功能的定制设备。该板搭载 STMicroelectronics 的 STM32F302VCT6 微控制器,配备四个 mikroBUS™ 插槽用于连接 Click boards™、完善的电源管理功能以及其他实用资源,是快速开发各类应用的理想平台。其核心 MCU STM32F302VCT6 基于高性能 

Arm® Cortex®-M4 32 位处理器,运行频率高达 168MHz,处理能力强大,能够满足各种高复杂度任务的需求,使 Clicker 4 能灵活适应多种应用场景。除了两个 1x20 引脚排针外,板载最显著的连接特性是四个增强型 mikroBUS™ 插槽,支持接入数量庞大的 Click boards™ 生态系统,该生态每日持续扩展。Clicker 4 各功能区域标识清晰,界面直观简洁,极大

提升使用便捷性和开发效率。Clicker 4 的价值不仅在于加速原型开发与应用构建阶段,更在于其作为独立完整方案可直接集成至实际项目中,无需额外硬件修改。四角各设有直径 4.2mm(0.165")的安装孔,便于通过螺丝轻松固定。对于多数应用,只需配套一个外壳,即可将 Clicker 4 开发板转化为完整、实用且外观精美的定制系统。

CLICKER 4 for STM32F302VCT6 double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32F302VC Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

100

RAM (字节)

40960

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PD0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB10
SCL
I2C Data
PB11
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Presence Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以CLICKER 4 for STM32F302VCT6作为您的开发板开始。

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Board mapper by product6 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC32MZ MXS Data Capture Board NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 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

该库包含 Presence Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • presence_ambient_temperature - 此函数返回环境温度(摄氏度)。

  • presence_object_temperature - 此函数返回物体温度。

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 Presence Click example
 * 
 * # Description
 * This application enables usage of sensor for motion and presence sensing
 * and measuring of object's and ambient temperature.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and performs the Click default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks whether a new event (motion, presence or over-temperature) is detected. 
 * If there's no event detected it reads the ambient and object temperature and displays
 * the results on the USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "presence.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static presence_t presence;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    presence_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.
    presence_cfg_setup( &cfg );
    PRESENCE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    presence_init( &presence, &cfg );

    if ( PRESENCE_ERROR == presence_default_cfg ( &presence ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t int_status = 0;
    uint8_t tp_presence = 0;
    uint8_t tp_motion = 0;
    float t_amb = 0;
    float t_obj = 0;
    
    if ( PRESENCE_OK == presence_generic_read( &presence, PRESENCE_REG_INTERRUPT_STATUS, &int_status, 1 ) )
    {
        if ( int_status & PRESENCE_INT_MASK1_PRESENCE )
        {
            if ( PRESENCE_OK == presence_generic_read( &presence, PRESENCE_REG_TP_PRESENCE, &tp_presence, 1 ) )
            {
                log_info( &logger, "Presence detected! Level: %u", ( uint16_t ) tp_presence );
            }
        }
        else if ( int_status & PRESENCE_INT_MASK1_MOTION )
        {
            if ( PRESENCE_OK == presence_generic_read( &presence, PRESENCE_REG_TP_MOTION, &tp_motion, 1 ) )
            {
                log_info( &logger, "Motion detected! Level: %u", ( uint16_t ) tp_motion );
            }
        }
        else if ( int_status & PRESENCE_INT_MASK1_TP_OT )
        {
            log_info( &logger, "Temp threshold exceeded!" );
        }
        else
        {
            if ( PRESENCE_OK == presence_ambient_temperature( &presence, &t_amb ) )
            {
                log_printf( &logger, "Ambient temperature: %.2f degC\r\n", t_amb );
            }
            if ( PRESENCE_OK == presence_object_temperature( &presence, &t_obj ) )
            {
                log_printf( &logger, "Object temperature: %.2f degC\r\n\n", t_obj );
            }
        }
    }
    Delay_ms ( 1000 );
}

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

额外支持

资源

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