中级
30 分钟

使用AK09915和TM4C1294NCPDT提供基于位置的实时信息和互动体验

发现真正的北方

Compass 4 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

Compass 4 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1294NCPDT

实现高精度三轴磁场测量,可在各种应用中实现准确的定位和方向感应。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Compass 4 Click 基于 AK09915,这是一款集成了信号处理的完整三轴磁传感器,由 AKM 提供。AK09915 包含用于检测 X 轴、Y 轴和 Z 轴地磁的磁传感器、传感器驱动电路、信号放大链以及用于处理每个传感器信号的算术电路。每个轴传感器的输出信号通过 16 位 A/D 转换器(ADC)进行多路复用、预放大、处理和数字化。三轴磁力计可以编程以在±4912 μT 的全量程范围内测量每个轴的磁分量,灵敏度为每 LSB 0.15 µT。AK09915 将模拟电路、数字逻辑和接口块集成到一个芯片中。它还支持通过设置适当的寄存器选择的九种不同的操作模式。当设置为单次测量模式时,磁传感器测

量开始。磁传感器测量和信号处理完成后,测量的磁数据存储在测量数据寄存器中,然后 AK09915 自动转换到关机模式。在转换到关机模式时,数据就绪(DRDY)位变为“1”。读取任何测量数据寄存器时,DRDY 位变为“0”。从关机模式转换到另一模式时,它保持为“1”。AK09915 的就绪输出引脚标记为 DRY,路由到 mikroBUS™ 插槽的 INT 引脚。除了数据就绪引脚外,该 Click board™ 还有复位引脚(RST),路由到 mikroBUS™ 的适当位置。Compass 4 Click 允许使用 I2C 和 SPI 接口进行通信,I2C 的最大频率为 2.5MHz,SPI 的最大频率为 4MHz。选择可以通过将标记为

 COMM SEL 的 SMD 跳线放置到适当位置来进行。请注意,所有跳线必须放置在同一侧,否则 Click board™ 可能无响应。当选择 I2C 接口时,AK09915 允许选择其 I2C 从属地址的最后两位(LSB)。这可以通过使用标记为 ADDR SEL 的 SMD 跳线来完成。根据每个 ADDR SEL 跳线的位置,可以设置四个不同的地址。这个 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下工作。使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电平转换。此外,这个 Click board™ 配备了一个包含函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Compass 4 Click top side image
Compass 4 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)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

128

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PK3
RST
SPI Chip Select
PH0
CS
SPI Clock
PQ0
SCK
SPI Data OUT
PQ3
MISO
SPI Data IN
PQ2
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Data Ready Output
PQ4
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD2
SCL
I2C Data
PD3
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Compass 4 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
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access 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

该库包含 Compass 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • compass4_get_interrupt - 获取 INT 引脚状态 (DRDY 引脚)

  • compass4_get_single_axis - 获取单轴值

  • compass4_get_magnetic_flux - 获取 X\Y\Z 轴的磁通量值

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 Compass4 Click example
 * 
 * # Description
 * This demo application measures magnetic flux data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and resets the module, then checks
 * the communication with the module and sets the module default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads magnetic flux data and displays the values of X, Y, and Z axis to 
 * the USB UART each second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "compass4.h"

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

static compass4_t compass4;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    compass4_cfg_t cfg;

    uint8_t device;

    /** 
     * 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.

    compass4_cfg_setup( &cfg );
    COMPASS4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    compass4_init( &compass4, &cfg );

    compass4_hardware_reset( &compass4 );
    Delay_ms( 500 );
    
    device = compass4_check_device( &compass4 );
    if ( device == 0 )
    {
        log_printf( &logger, ">> Device communication [ OK ] \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, ">> Device communication [ ERROR ] \r\n" );
        for ( ; ; );
    }
    
    compass4_configuration ( &compass4, COMPASS4_CTRL1_WM_STEPS_5 | 
                                        COMPASS4_CTRL1_NOISE_ENABLE,
                                        COMPASS4_CTRL2_MODE_CONT_1 | 
                                        COMPASS4_CTRL2_SDR_LOW_NOISE |
                                        COMPASS4_CTRL2_FIFO_ENABLE );
                             
    log_printf( &logger, ">> Start measurement  \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    compass4_flux_t flux;
    uint8_t err;
    
    err = compass4_get_magnetic_flux( &compass4, &flux );
    if ( err != 0 )
    {
        log_printf( &logger, ">> Measurement error  \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, ">> Magnetic flux data << \r\n" );
        log_printf( &logger, ">> X: %.2f \r\n", flux.x );
        log_printf( &logger, ">> Y: %.2f \r\n", flux.y );
        log_printf( &logger, ">> Z: %.2f \r\n", flux.z );
    }
    log_printf( &logger, "-----------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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