初学者
10 分钟

使用ENS220和MSP432P401R高精度测量气压和温度

为各种电子项目添加环境感应功能

Barometer 9 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

Barometer 9 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MSP432P401R

创建复杂的、位置感知设备,特别是在活动追踪、室内导航和环境监测领域。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Barometer 9 Click 基于ScioSense的ENS220,这是一款用于活动追踪和室内导航/定位的先进气压和温度传感器。该传感器以其超低功耗和高精度而著称,提供可通过数字I2C或SPI接口操作的双模式通信接口。ENS220的电容式压力传感器嵌入在CMOS ASIC中,实现了紧凑的封装尺寸,同时确保对环境变化的强大抵抗力。电容读取机制的集成有助于其最低功耗。它具有对压力的高灵敏度,并且内置超低噪声的24位ADC转换器,显著减少了压力噪声。传感器还包括一个精密温度传感器,提供稳定的温度补偿压力读数和快速响应时间。ENS220的关键

特性包括300至1200hPa的压力范围,±0.5hPa的绝对精度和±0.025hPa的相对精度,转化为约20cm的高度分辨率。其在2Hz采样率下的超低压力噪声为0.1Pa RMS,并且采样率可调高至1kHz,达到0.9 Pa RMS。此外,它提供精度为±0.1K、分辨率为8mK的温度测量。Barometer 9 Click 通过COMM SEL跳线支持SPI和I2C接口,默认激活I2C接口,支持高达400kHz的快速模式操作,而SPI模式支持高达1MHz的时钟频率。传感器的中断功能是一项重要的补充,通过INT引脚可以通知主处理器特定事件(如压力阈值),优化超低功耗场景。

ENS220在1.8V电源电压下最佳运行,这个电源电压由德州仪器的TLV700低压差(LDO)稳压器直接从所选的mikroBUS™插座电源轨提供。由于ENS220的电源电压为1.8V,此板还通过德州仪器的TXS0108E电压电平转换器促进适当的逻辑电平转换。该Click board™可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电压水平下运行。这样,无论是3.3V还是5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,该Click板还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Barometer 9 Click hardware overview 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

NC
NC
AN
Power Enable / ID SEL
P8.0
RST
SPI Select / ID COMM
P1.4
CS
SPI Clock
P1.5
SCK
SPI Data OUT
P1.7
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
I2C Clock
P3.7
SCL
I2C Data
P3.6
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Barometer 9 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 Barometer 9 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • barometer9_read_part_id - 此功能用于读取Barometer 9 Click的设备ID

  • barometer9_get_temperature - 此功能用于读取Barometer 9 Click的摄氏温度

  • barometer9_get_pressure - 此功能用于读取Barometer 9 Click的压力(单位:帕斯卡)

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 main.c
 * @brief Barometer 9 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of  Barometer 9  Click board 
 * by reading and displaying the pressure and temperature measurements.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * The initialization of I2C or SPI module and log UART.
 * After driver initialization, the app sets the default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application reads and displays the Pressure [Pa] and Temperature [degree Celsius] data.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "barometer9.h"

static barometer9_t barometer9;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    barometer9_cfg_t barometer9_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    barometer9_cfg_setup( &barometer9_cfg );
    BAROMETER9_MAP_MIKROBUS( barometer9_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = barometer9_init( &barometer9, &barometer9_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    if ( BAROMETER9_ERROR == barometer9_default_cfg ( &barometer9 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    uint16_t device_id = 0;
    barometer9_read_part_id ( &barometer9, &device_id );
    if ( BAROMETER9_DEVICE_ID != device_id )
    {
        log_error( &logger, " Read error " );
        for ( ; ; );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " Device ID: 0x%.4X \r\n", device_id );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float temperature = 0;
    float pressure = 0;

    barometer9_get_temperature( &barometer9, &temperature );
    barometer9_get_pressure( &barometer9, &pressure );
    log_printf( &logger, " Temperature: %.2f C \r\n Pressure %.3f Pa \r\n", temperature, pressure );
    log_printf( &logger, " - - - - - - - - - - \r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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