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使用MCP6S21和STM32L496AG创建终极信号放大解决方案

精确放大

GainAMP 2 click with Discovery kit with STM32L496AG MCU

已发布 7月 22, 2025

点击板

GainAMP 2 click

开发板

Discovery kit with STM32L496AG MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L496AG

无论您是处理音频、传感器数据还是其他低级信号,我们的6通道可编程增益放大器都是提升和优化信号质量的理想解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GainAMP 2 Click基于Microchip的MCP6S21,这是一款轨到轨输入/输出、低噪声可编程增益放大器(PGA)。这款集成电路具有六个多路复用的非反相输入通道,可以通过SPI接口为每个输入通道单独设置增益。通道CH0到CH5是连接到外部信号源的六个输入通道。内部多路复用器选择增益的通道,并将其发送到输出引脚。MCP6S21的增益级有八个不同的离散增益步长:1、2、4、5、8、10、16和32V/V。轨到轨输入和输出可接受高达VCC的电压水平,没有失真或相移。输出电压由输出级的电阻阶

梯网络和电压参考引脚上的电压偏置。除了在十脚I/O连接器上的VOUT引脚之外,MCP6S21的输出引脚还连接到mikroBUS™的AN引脚,因此可以用作ADC的输入信号。这样,放大后的信号可以轻松地数字化并由MCU处理。在这种配置下使用click board有效地将GainAMP 2 click变成了具有可选择增益的输入的模拟端口扩展器。MCP6S21器件可以通过设置通过SPI接口的内部寄存器的适当位来置于关断模式。在关断模式下,功耗很小。设备在接收到通过SPI的有效命令之前,将保持在关断模式。在关

断模式下,设备记住了内部寄存器的状态,因此当设备唤醒时,它将恢复正常工作。可以使用MIKROE库函数轻松访问内部寄存器。有关寄存器及其设置的更多信息,请参阅MCP6S21数据表。这个Click board™可以选择3.3V或5V逻辑电压电平操作,通过VCC SEL跳线选择。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。然而,Click board™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

GainAMP 2 click hardware overview image

功能概述

开发板

32L496GDISCOVERY Discovery 套件是一款功能全面的演示和开发平台,专为搭载 Arm® Cortex®-M4 内核的 STM32L496AG 微控制器设计。该套件适用于需要在高性能、先进图形处理和超低功耗之间取得平衡的应用,支持无缝原型开发,适用于各种嵌入式解决方案。STM32L496AG 采用创新的节能架构,集成

了扩展 RAM 和 Chrom-ART 图形加速器,在提升图形性能的同时保持低功耗,使其特别适用于音频处理、图形用户界面和实时数据采集等对能效要求较高的应用。为了简化开发流程,该开发板配备了板载 ST-LINK/V2-1 调试器/编程器,提供即插即用的调试和编程体验,使用户无需额外硬件即可轻松加载、调

试和测试应用程序。凭借低功耗特性、增强的内存能力以及内置调试工具,32L496GDISCOVERY 套件是开发先进嵌入式系统、实现高效能解决方案的理想选择。

Discovery kit with STM32L496AG MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32L496AG Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

169

RAM (字节)

327680

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Signal Output
PA4
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PG11
CS
SPI Clock
PI1
SCK
SPI Slave Data OUT
PD3
MISO
SPI Slave Data IN
PI3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

GainAMP 2 click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Discovery kit with STM32H750XB MCU front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Discovery kit with STM32L496AG MCU作为您的开发板开始。

Discovery kit with STM32H750XB MCU front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 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
Discovery kit with STM32H750XB MCU 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

这个库包含GainAMP 2 Click驱动程序的API。

关键函数:

  • gainamp2_set_channel_gain - 设置通道增益

  • gainamp2_get_voltage - 返回从VOUT引脚测量的电压

  • gainamp2_write_Command - 发送命令

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 GainAmp2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application is programmable gain amplifier
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes and sets GainAMP 2 Click channel 0 to amplify the signal 2 times
 * 
 * ## Application Task  
 * Displays the voltage measured from VOUT pin
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gainamp2.h"

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

static gainamp2_t gainamp2;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    gainamp2_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.

    gainamp2_cfg_setup( &cfg );
    GAINAMP2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    gainamp2_init( &gainamp2, &cfg );
    
    gainamp2_set_channel_gain ( &gainamp2, GAINAMP2_CH0, GAINAMP2_GAIN_2X );
    log_printf( &logger,"Channel 0 - aplified 2x \r\n" ); 
}

void application_task( void )
{
    log_printf( &logger,"Voltage at VOUT: %f \r\n", gainamp2_get_voltage( &gainamp2 ) );
    log_printf( &logger,"------------------------------- \r\n " );
    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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