初学者
10 分钟

使用由八个WL-ICLED 1312020030000 RGB LED组成的环形结构和STM32F103RB创建生动、动态的灯光效果

灵活可定制的解决方案,用于创建视觉吸引力的显示效果

RGB Ring Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 29, 2024

点击板

RGB Ring Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

动态多彩的 RGB LED 照明,适用于环境照明、视觉指示器以及消费类和工业场景中的装饰应用

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RGB Ring Click基于Würth Elektronik的八个RGB LED环形阵列(型号WL-ICLED 1312020030000),专为动态多彩照明应用而设计。这些LED集成了一个IC(通常称为可寻址或智能LED),允许通过脉宽调制(PWM)对每个二极管的红、绿、蓝组件进行单独控制,从而实现精确的颜色混合,产生广泛的色彩输出。由于其出色的色彩管理和灵活的设计,该Click板™非常适用于各种消费电子产品和工业环境中的环境照明、视觉指示器等应用。RGB Ring Click采用独特的格式,支持新推出的MIKROE "Click Snap"功能。

与标准版本的Click板不同,此功能允许通过断裂PCB使主IC区域可移动,开启了更多的实现可能性。得益于Snap功能,1312020030000可以通过访问标记为1-8的引脚信号实现自主操作。此外,Snap部分包含一个指定的固定螺孔位置,用户可以将Snap板固定在所需的位置。这些LED设计通过单线通信协议控制。MCU通过DI引脚向第一个LED发送所需的颜色和亮度控制信号,然后通过菊花链连接将信息传递到后续的LED,无需其他组件与主MCU直接连接。此板的一个特殊功能是位于RGB LED环中的T1按钮。使用

MIKROE提供的代码示例时,按下该按钮会触发颜色数组中的下一个颜色转换。然而,用户还可以将按钮重新配置为其他功能,为各种应用提供了更多灵活性。通过INT引脚,可以数字化监控按钮按下并用作中断。此外,板顶还设有一个未焊接的排针,允许菊花链连接和控制多个Snap单元。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压水平操作。这样,无论是3.3V还是5V逻辑电压的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板™配备了易于使用的功能库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

RGB Ring Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F103RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M3

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
ID COMM
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Data Input
PC8
PWM
Interrupt
PC14
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

RGB Ring Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F103RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

该库包含 RGB Ring Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rgbring_get_int_pin - 此函数返回 INT 引脚的逻辑状态。

  • rgbring_set_led_color - 此函数设置 LED 矩阵中所选 LED 的颜色。

  • rgbring_write_led_matrix - 此函数从点击上下文对象写入 LED 矩阵数据。

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 RGB Ring Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of RGB Ring click board by controling an RGB ring 
 * by cycling through a set of predefined colors. Each color is displayed by lighting up 
 * the LEDs in sequence around the ring. After the last LED is lit, the code waits for
 * a button press before moving on to the next color in the sequence. 
 * The button press triggers the transition to the next color in the array.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration which sets
 * the color to black (all LEDs off).
 *
 * ## Application Task
 * Controls an LED ring by cycling through colors and waits for user input to change
 * the ring's color. The button press is required to move to the next color in the sequence.
 * The current color's name and RGB value are logged to the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rgbring.h"
#include "rgbring_delays.h"

static rgbring_t rgbring;   /**< RGB Ring Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

static rgbring_color_t color[ RGBRING_NUM_COLORS ] = 
{ 
    { RGBRING_COLOR_BLACK, "BLACK" },
    { RGBRING_COLOR_WHITE, "WHITE" },
    { RGBRING_COLOR_RED, "RED" },
    { RGBRING_COLOR_LIME, "LIME" },
    { RGBRING_COLOR_BLUE, "BLUE" },
    { RGBRING_COLOR_YELLOW, "YELLOW" },
    { RGBRING_COLOR_CYAN, "CYAN" },
    { RGBRING_COLOR_MAGENTA, "MAGENTA" },
    { RGBRING_COLOR_SILVER, "SILVER" },
    { RGBRING_COLOR_GRAY, "GRAY" },
    { RGBRING_COLOR_MAROON, "MAROON" },
    { RGBRING_COLOR_OLIVE, "OLIVE" },
    { RGBRING_COLOR_GREEN, "GREEN" },
    { RGBRING_COLOR_PURPLE, "PURPLE" },
    { RGBRING_COLOR_TEAL, "TEAL" },
    { RGBRING_COLOR_NAVY, "NAVY" }
};

/**
 * @brief RGB Ring logic zero function.
 * @details This function toggles the data pin with exact high and low time pulse for logic zero.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void rgbring_logic_zero ( void );

/**
 * @brief RGB Ring logic one function.
 * @details This function toggles the data pin with exact high and low time pulse for logic one.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void rgbring_logic_one ( void );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rgbring_cfg_t rgbring_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.
    rgbring_cfg_setup( &rgbring_cfg );
    RGBRING_MAP_MIKROBUS( rgbring_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == 
         rgbring_init( &rgbring, &rgbring_logic_zero, &rgbring_logic_one, &rgbring_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }

    if ( RGBRING_ERROR == rgbring_default_cfg ( &rgbring ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint32_t color_num = 0;
    static int8_t led_cnt = 0;

    log_printf( &logger, " Color: %s [%.6LX]\r\n", color[ color_num ].name, color[ color_num ].rgb );
    Delay_ms ( 100 );
    for ( led_cnt = RGBRING_LED_7; led_cnt >= RGBRING_LED_0; led_cnt-- )
    {
        rgbring_set_led_color ( &rgbring, led_cnt, color[ color_num ].rgb );
        rgbring_write_led_matrix ( &rgbring );
        Delay_ms ( 100 );
    }
    if ( ++color_num >= RGBRING_NUM_COLORS )
    {
        color_num = 0;
    }

    log_printf ( &logger, " Press button to change ring color\r\n\n" );
    while ( RGBRING_BUTTON_RELESED == rgbring_get_int_pin ( &rgbring ) );
}

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;
}

static void rgbring_logic_zero ( void )
{
    hal_ll_gpio_set_pin_output( &rgbring.din.pin );
    DELAY_TOH;
    hal_ll_gpio_clear_pin_output( &rgbring.din.pin );
    DELAY_TOL;
}

static void rgbring_logic_one ( void )
{
    hal_ll_gpio_set_pin_output( &rgbring.din.pin );
    DELAY_T1H;
    hal_ll_gpio_clear_pin_output( &rgbring.din.pin );
    DELAY_T1L;
}

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

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