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使用ATA663211和STM32F103RB在汽车和工业环境中实现实时监控和控制

LIN收发器实现低速数据通信的未来

ATA663211 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

ATA663211 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

我们的LIN收发器使车辆和工业系统能够以低速高效交换关键数据,确保通信无缝。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ATA663211 Click基于Microchip的ATA663211,这是一款LIN收发器。它具有多种保护功能,例如过温保护、对GND和电池的短路保护、高级EMC和ESD等。集成的3.3V板载LDO电压调节器是MCP1804,这是一款带有关闭功能的LDO调节器。电压调节器和总线收发器的组合使得在LIN总线系统中开发简单但功能强大的从节点成为可能。这样,ATA663211 Click可以作为独立的LIN收发器使用,而无需连接到mikroBUS™插槽。板载的LDO(低压降稳压器)可通过VS线螺钉端子提供电源。这种调节电压也可在mikroBUS™插座的+3.3V导轨上提供,以给3.3V附加主机MCU供电。ATA663211 Click有几种工作模式。在正常模式下,LIN接口正在传输和接收数据。在睡眠模式下,传输路径被禁用,LIN收发器处于低功耗模式。失效安全模式在系统上电或唤醒事件后自动切换。在

此模式下,LIN收发器被关闭,并且禁止输出引脚被打开。对于典型的主节点应用,ATA663211需要将芯片的LBUS线连接到LIN总线的VBB,可通过安装的L-PULL跳线实现。在其他场景中,例如LIN从节点,可以移除此跳线。ATA663211使用UART RX和TX信号与MCU通信。除了通信,这些引脚还用于信号传递失效安全条件。LIN连接器上的欠压可能导致失效安全条件:低于3.9V将导致欠压条件,由RX引脚上的LOW逻辑状态和TX引脚上的HIGH逻辑状态表示。来自静默或睡眠模式的LIN唤醒事件由RX和TX引脚上的LOW逻辑状态表示。此事件通过LIN总线接收,并用于将ATA663211 click切换到活动状态。另一方面,TX上的Low和RX上的HIGH将表示本地唤醒。RX和TX信号也被路由到Click板边缘的标头上,因此它们可以独立于mikroBUS™插座使用。LIN收发器的禁止输

出引脚用于控制MCP1804 LDO的关断输入;因此,LIN收发器的供电引脚,就像LDO一样,使用LIN工作电压为LIN收发器的供电引脚提供电源。通过电阻分压器,可以通过mikroBUS™插座的INH引脚监测此线路上的电压。为了启用LIN收发器,默认情况下将EN SEL跳线设置为HI位置,从而启用收发器。将其设置为LOW位置允许您通过mikroBUS™插座上的EN引脚控制启用功能。此外,此引脚也被路由到第二对标头以在外部启用LIN收发器。此标头上的另一个引脚是WKin,用于唤醒设备的高电压输入。此Click板仅能使用3.3V逻辑电压电平操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。然而,Click板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。

ATA663211 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

Voltage Regulator Control
PC0
AN
NC
NC
RST
Device Mode Control
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
PA3
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ATA663211 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
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image 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

这个库包含ATA663211 Click驱动的API。

关键函数:

  • ata663211_generic_write - 通用写函数

  • ata663211_generic_read - 通用读函数。

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 Ata663211 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an ATA663211 Click board by showing
 * the communication between the two Click boards.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes device and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task
 * Depending on the selected application mode, it reads all the received data or 
 * sends the desired text message with the message counter once per second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ata663211.h"

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

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

// Text message to send in the transmitter application mode
#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MIKROE - ATA663211 Click board\r\n\0"

static ata663211_t ata663211;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ata663211_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.
    ata663211_cfg_setup( &cfg );
    ATA663211_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ata663211_init( &ata663211, &cfg );
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    ata663211_generic_write( &ata663211, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_printf( &logger, "%s", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    Delay_ms ( 1000 ); 
#else
    uint8_t rx_byte = 0;
    if ( 1 == ata663211_generic_read( &ata663211, &rx_byte, 1 ) )
    {
       log_printf( &logger, "%c", rx_byte );
    }
#endif
}

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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