中级
10 分钟

使用MCP4921和MK64FN1M0VDC12通过可操作的数据和洞察减少噪音污染

及时响应噪音相关问题

Noise Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 27, 2024

点击板

Noise Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

我们的噪声检测解决方案旨在识别和减轻具有破坏性的噪音,促进更加安静和平的环境。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Noise Click基于MCP4921,这是一款来自Microchip的带有SPI接口的12位DAC。这款单通道DAC具有全轨到轨输出、快速设置时间和450KHz的乘法器模式。Noise Click上的MCP4921将阈值设置为12位分辨率步进,从0到4096。该Click board™通过DB Unlimited的MM034202-11模拟MEMS麦克风接收环境中的噪音。它具有全向性方向性,灵敏度约为-42dB,信噪比为59dB,并在100至10000Hz的频率范围内工作。此Click board™还包括两个MCP6022,这是一款来自Microchip的轨到轨输入/输出10MHz运算放大器。这些运算放大器具有宽带宽高达

10MHz、低噪声、低输入失调电压和低失 真。第一个MCP6022处理麦克风信号。然后,放大的电压通过LTC1966,这是一款来自Analog Devices的精密微功耗Δ∑ RMS到 DC转换器。该转换器具有与输入电压无关的恒定带宽、灵活的轨到轨输入和输出,并且比传统的对数反对数类似的RMS到DC转换器更精确。经过LTC1966处理后,信号进入第二个运算放大器,它作为电压比较器,从中产生中断信号。为了避免在周围噪音接近阈值时每秒触发数百次中断,还使用了滞后电路。为此,Noise Click配备了MAX6106,这是一款来自Analog Devices的低成本、微功

耗低压降、高输出电流的2.048V电压参考。 Noise Click使用SPI串行接口通过  mikroBUS™插座与主机MCU通信。 LTC1966 RMS到DC转换器可以通过mikroBUS™插座上的EN引脚的HIGH逻辑状态关闭。无论使能引脚的逻辑状态如何,电压水平仍然可以通过AN引脚进行监测。当环境噪音达到设定阈值时,中断INT引脚被拉高。这款Click board™只能使用3.3V逻辑电压级别操作。在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须对板进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。

Noise Click top side image
Noise Click bottom side image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分 都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本

身支持的通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PB2
AN
Enable
PB11
RST
SPI Chip Select
PC4
CS
SPI Clock
PC5
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
PC6
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PB13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Noise Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
Buck 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Micro B Connector Clicker 2 - upright/background 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
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

这个库包含了Noise Click驱动程序的API。

关键函数:

  • noise_set_cmd_reg - 设置命令寄存器

  • noise_set_state - 开启或关闭Click

  • noise_read_an_pin_voltage - 读取AN引脚的AD转换结果,并将其转换为相应的电压水平

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \file 
 * \brief Noise click example
 * 
 * # Description
 * This example performs an ambient noise monitoring using the Noise click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Device initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the voltage from AN pin which presents the noise level and displays it
 * on the USB UART every 5ms. If the noise is above predefined threshold
 * (25 percents of max noise, i.e. about 0.4V) an alarm message is being shown.
 * 
 * @note 
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "noise.h"

static noise_t noise;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    noise_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.
    noise_cfg_setup( &cfg );
    NOISE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    noise_init( &noise, &cfg );

    noise_default_cfg( &noise );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage = 0;
    if ( NOISE_OK == noise_read_an_pin_voltage ( &noise, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, "%.3f\r\n", voltage );
    }
    if ( noise_check_int_pin( &noise ) )
    {
        log_printf( &logger, " Sound overlimit detected!\r\n" );
    }
    Delay_ms ( 5 );
}

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
/*!
 * \file 
 * \brief Noise click example
 * 
 * # Description
 * This example performs an ambient noise monitoring using the Noise click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Device initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the voltage from AN pin which presents the noise level and displays it
 * on the USB UART every 5ms. If the noise is above predefined threshold
 * (25 percents of max noise, i.e. about 0.4V) an alarm message is being shown.
 * 
 * @note 
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "noise.h"

static noise_t noise;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    noise_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.
    noise_cfg_setup( &cfg );
    NOISE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    noise_init( &noise, &cfg );

    noise_default_cfg( &noise );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage = 0;
    if ( NOISE_OK == noise_read_an_pin_voltage ( &noise, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, "%.3f\r\n", voltage );
    }
    if ( noise_check_int_pin( &noise ) )
    {
        log_printf( &logger, " Sound overlimit detected!\r\n" );
    }
    Delay_ms ( 5 );
}

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

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