使用 NAU7802 和 TM4C129ENCZAD 设置重量精度的标准

称重变得更智能

Load Cell 2 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

Load Cell 2 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C129ENCZAD

在各种环境中通过精确的重量测量来解锁基于数据的决策。

硬件概览

它是如何工作的？

Load Cell 2 Click是基于Nuvoton的NAU7802，这是一款精密低功耗24位模拟-数字转换器（ADC），具有内置低噪声可编程增益放大器（PGA）、内置RC或晶体振荡器以及精密24位sigma-delta（Σ-Δ）模拟到数字转换器（ADC）。NAU7802设备可实现高达23位的ENOB（有效位数）。该设备为桥接/传感器测量提供了完整的前端解决方案，例如称重秤、应变仪等许多高分辨率、低采样率的应用。NAU7802具有许多内置功能，可在低外部部件计数的情况下

实现高性能应用。此外，工作电流和待机电流低，且包含许多电源管理功能。这些功能使得只有在需要时才供电芯片的那些元件，并且如果不需要完整的23位ENOB性能，则以大大降低的功率运行。可编程增益放大器（PGA）提供了可选择的增益，范围从1到128。A/D转换是通过sigma-delta调制器和可编程FIR滤波器执行的，该滤波器提供了一个同时的50Hz和60Hz陷波滤波器，以提高抗干扰能力。此外，该设备提供了标准的2线接口，与I2C协议兼容，可简单

直接地连接到各种可能的主机处理器并进行互操作。对于低精度应用，不需要校准，但在敏感应用中可能需要。当使用校准时，系统设计人员有三种选项（详见NAU7802数据手册）。这个Click board™只能使用3.3V逻辑电压级别进行操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前，板子必须执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。

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。

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

212

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

RST

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

Data Ready

PB4

INT

I2C Clock

PB2

SCL

I2C Data

PB3

SDA

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

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

GNSS2 Click front image hardware assembly

SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly

GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly

v8 SiBRAIN Access MB 1 - upright/background hardware assembly

NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly

NECTO Output Selection Step 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 Load Cell 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

loadcell2_get_weight - 获取重量的函数
loadcell2_get_result - 获取结果的函数
loadcell2_calibration - 校准函数

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 LoadCell2 Click example
 * 
 * # Description
 * Load Cell 2 Click is a weight measurement Click 
 * which utilizes a load cell element, 
 * in order to precisely measure the weight of an object. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C driver and performs the device reset, 
 * and performs the device reset, set power on and default configuration.
 * Sets tare the scale, calibrate scale and start measurements.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example which demonstrates the 
 * use of Load Cell 2 Click board. 
 * Display the measurement of scales in grams [g].
 * Results are being sent to the Usart Terminal 
 * where you can track their changes.
 * All data logs write on USB uart changes for every 1 sec.
 * 
 * \author Nenad Filipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "loadcell2.h"

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

static loadcell2_t loadcell2;
static log_t logger;

static loadcell2_data_t cell_data;
static float weight_val;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    loadcell2_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.

    loadcell2_cfg_setup( &cfg );
    LOADCELL2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    loadcell2_init( &loadcell2, &cfg );
    
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "     Load cell Click     \r\n");
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "   Reset all registers   \r\n");
    loadcell2_reset( &loadcell2 );
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "        Power On         \r\n");
    loadcell2_power_on( &loadcell2 );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "   Set default config.   \r\n");
    loadcell2_default_cfg( &loadcell2 );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "      Calibrate AFE      \r\n");
    loadcell2_calibrate_afe( &loadcell2 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "     Tare the scale :    \r\n");
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, " >> Remove all object << \r\n");
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, " In the following 10 sec \r\n");
    log_printf( &logger, " please remove all object\r\n");
    log_printf( &logger, "     from the scale.     \r\n");
    // 10 seconds delay
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "    Start tare scales    \r\n");
    loadcell2_tare ( &loadcell2, &cell_data );
    Delay_ms ( 500 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "   Tarring is complete   \r\n");
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "    Calibrate Scale :    \r\n");
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, "   >>> Load etalon <<<   \r\n");
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, " In the following 10 sec \r\n");
    log_printf( &logger, "place 1000g weight etalon\r\n");
    log_printf( &logger, "    on the scale for     \r\n");
    log_printf( &logger, "   calibration purpose.  \r\n");
    // 10 seconds delay
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "    Start calibration    \r\n");

    if ( loadcell2_calibration ( &loadcell2, LOADCELL2_WEIGHT_1000G, &cell_data ) == LOADCELL2_GET_RESULT_OK )
    {
        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
        log_printf( &logger, "    Calibration  Done    \r\n");

        log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
        log_printf( &logger, "  >>> Remove etalon <<<  \r\n");
        log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
        log_printf( &logger, " In the following 10 sec \r\n");
        log_printf( &logger, "   remove 1000g weight   \r\n");
        log_printf( &logger, "   etalon on the scale.  \r\n");
        // 10 seconds delay
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
        log_printf( &logger, "   Calibration  Error   \r\n");
        for ( ; ; );
    }

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "   Start measurements :  \r\n");
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
}

void application_task ( void )
{
    weight_val = loadcell2_get_weight( &loadcell2, &cell_data );

    log_printf(&logger, "   Weight : %.2f g\r\n", weight_val );

    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