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30 分钟

使用Si1143和ATmega328P使交互更加直观和灵敏

让您的存在激发行动的地方

Proximity 10 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

Proximity 10 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

我们致力于使接近技术变得易于获取且具有影响力,塑造人机交互的未来。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Proximity 10 Click基于Silicon Labs的SI1143,这是一种用于环境光和接近检测的光度传感器。除其他部分外,此IC包含一个LED驱动器,用于驱动外部连接的LED,为SI1143传感部分提供反馈。因此,应选择LED使其光谱与片上光传感器的光谱灵敏度相匹配。为此,Click板™配备了Rohm Semiconductor的窄束LED,其光谱响应特性在870nm达到峰值,是该应用的理想选择。接近检测包括向LED发送脉冲,同时测量反射光的响应。大多数参数是用户可配置的,例如采样频率、脉冲持续时间、平均参

数等。有关寄存器的更深入信息可在SI1143数据表中找到。针对低功耗市场,SI1143使用相对较低的电压范围,在1.7V到3.6V之间。由于大多数MCU使用3.3V,因此此Click板™设计为SI1143 IC直接与mikroBUS™接口。Proximity 10 Click提供一个中断输出引脚,可用于在主机MCU上触发中断。SI1143 IC中断引擎允许多个中断源,这些源可用于在INT引脚上触发状态变化。这些源包括接近检测中断(接近关闭和接近开启)、采样中断等。INT引脚本身是高度可配置的,当断言时,此引脚触发MCU中断,通知其配置的中

断事件已发生。然后,MCU可以读取所需的寄存器输出,而无需不断轮询,从而节省MCU周期和功耗。INT引脚通过电平转换IC路由到mikroBUS™ INT引脚。如前所述,有关SI1143 IC寄存器的详细信息可在数据表中找到。然而,MikroElektronika提供了一个库,包含与MikroElektronika编译器兼容的函数,可用于简化Proximity 10 Click的编程。该库还包含一个示例应用程序,演示其使用方法。此示例应用程序可用作自定义设计的参考。

Proximity 10 Click top side image
Proximity 10 Click bottom side image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Proximity 10 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Barometer 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Arduino UNO Rev3 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO 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

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

此库包含Proximity 10 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • proximity10_check_int_status - 此功能检查所需的中断标志状态。

  • proximity10_send_command - 此功能允许用户执行所需的命令并检查响应。

  • proximity10_param_set - 此功能将选定参数设置为所需值,并检查响应。

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 Proximity10 Click example
 * 
 * # Description
 * This application enables proximity sensor to detect objects from distance up to 20cm.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C serial interface and performs a device wake up, reset and 
 * all necessary configurations.
 * The device will wake up and performs measurements every 10 milliseconds.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the proximity PS1 data value and sends result to the uart terminal.
 * If measured proximity value is greater than selected proximity threshold value, the interrupt will be generated and
 * the message will be showed on the uart terminal.
 * When interrupt is generated the Sound function will make an alarm sound with determined duration depending on the detected proximity value,
 * how much is object away or close from the sensor.
 * 
 * *note:* 
 * Additional Functions :
 * - checkResponse - Sends an error code message to the uart terminal if error code is detected in the response.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "proximity10.h"

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

static proximity10_t proximity10;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void check_response ( uint8_t cmd_resp )
{
    switch ( cmd_resp )
    {
        case PROXIMITY10_INVALID_CMD_ENCOUNT :
        {
            log_printf( &logger, "** Invalid Command Encountered during command processing **\r\n" );
            break;
        }
        case PROXIMITY10_ADC_OVRFLOW_ENCOUNT_PS1 :
        {
            log_printf( &logger, "** ADC Overflow Encountered during PS1 measurement **\r\n" );
            break;
        }
        case PROXIMITY10_ADC_OVRFLOW_ENCOUNT_PS2 :
        {
            log_printf( &logger, "** ADC Overflow Encountered during PS2 measurement **\r\n" );
            break;
        }
        case PROXIMITY10_ADC_OVRFLOW_ENCOUNT_PS3 :
        {
            log_printf( &logger, "** ADC Overflow Encountered during PS3 measurement **\r\n" );
            break;
        }
        case PROXIMITY10_ADC_OVRFLOW_ENCOUNT_ALS_VIS :
        {
            log_printf( &logger, "** ADC Overflow Encountered during ALS-VIS measurement **\r\n" );
            break;
        }
        case PROXIMITY10_ADC_OVRFLOW_ENCOUNT_ALS_IR :
        {
            log_printf( &logger, "** ADC Overflow Encountered during ALS-IR measurement **\r\n" );
            break;
        }
        case PROXIMITY10_ADC_OVRFLOW_ENCOUNT_AUX :
        {
            log_printf( &logger, "** ADC Overflow Encountered during AUX measurement **\r\n" );
            break;
        }
        default :
        {
            break;
        }
    }
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    proximity10_cfg_t cfg;

    uint8_t w_temp;
    uint8_t cmd_resp;

    /** 
     * 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.

    proximity10_cfg_setup( &cfg );
    PROXIMITY10_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    proximity10_init( &proximity10, &cfg );

    Delay_ms( 2000 );

    w_temp = PROXIMITY10_HW_KEY;
    proximity10_generic_write( &proximity10, PROXIMITY10_HW_KEY_REG, &w_temp, 1 );
    
    cmd_resp = proximity10_send_command( &proximity10, PROXIMITY10_NOP_CMD );
    check_response( cmd_resp );
    cmd_resp = proximity10_send_command( &proximity10, PROXIMITY10_RESET_CMD );
    check_response( cmd_resp );
    Delay_ms( 2000 );
    
    cmd_resp = proximity10_param_set( &proximity10, PROXIMITY10_CHLIST_PARAM, PROXIMITY10_EN_AUX | PROXIMITY10_EN_ALS_IR | PROXIMITY10_EN_ALS_VIS | PROXIMITY10_EN_PS1 );
    check_response( cmd_resp );
    cmd_resp = proximity10_param_set( &proximity10, PROXIMITY10_PSLED12_SEL_PARAM, PROXIMITY10_LED1_DRIVE_EN );
    check_response( cmd_resp );
    cmd_resp = proximity10_param_set( &proximity10, PROXIMITY10_PS_ADC_MISC_PARAM, PROXIMITY10_NORMAL_SIGNAL_RANGE | PROXIMITY10_NORMAL_PROX_MEAS_MODE );
    check_response( cmd_resp );
    cmd_resp = proximity10_param_set( &proximity10, PROXIMITY10_PS_ADC_GAIN_PARAM, PROXIMITY10_ADC_CLOCK_DIV_4 );
    check_response( cmd_resp );

    proximity10_default_cfg ( &proximity10 );

    cmd_resp = proximity10_send_command( &proximity10, PROXIMITY10_PS_AUTO_CMD );
    check_response( cmd_resp );
    
    //Sound_Init( &GPIOE_ODR, 14 );
    
    log_printf( &logger, "** Proximity 10 is initialized **\r\n" );
    log_printf( &logger, "**************************************\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.

    uint32_t proximity;
    uint8_t temp_read[ 2 ];
    uint8_t int_status;
    uint16_t alarm_dur;

    proximity10_generic_read( &proximity10, PROXIMITY10_PS1_DATA_REG, &temp_read, 2 );
    proximity = temp_read[ 1 ];
    proximity <<= 8;
    proximity |= temp_read[ 0 ];
    
    log_printf( &logger, "** Proximity PS1 : %u \r\n", proximity );
    
    int_status = proximity10_check_int_status( &proximity10, PROXIMITY10_PS1_INT_FLAG, PROXIMITY10_INT_CLEAR_DIS );
    
    if ( int_status == PROXIMITY10_PS1_INT_FLAG )
    {
        log_printf( &logger, "** Object is detected **\r\n" );
        
        alarm_dur = proximity / 100;
        alarm_dur = alarm_dur + 35;
        alarm_dur = ( float )( alarm_dur * 0.30928 );
        alarm_dur = 180 - alarm_dur;
        
        //Sound_Play( 1400, alarm_dur );
        Delay_ms( 1000 );
    }
    else
    {
        Delay_ms( 1000 );
    }
    log_printf( &logger, "**************************************\r\n" );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

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