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通过使用LM4860和STM32G071RB将您的音频提升到新高度

放大每一个节拍,增强每一个音符!

AudioAmp 4 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

AudioAmp 4 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

提升您嵌入式解决方案的音频性能,并投资于音频技术的未来,使用我们先进的音频放大器。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

AudioAmp 4 Click基于德州仪器的LM4860,这是一款Boomer®系列1W音频功率放大器,具有关闭模式。除了LM4860外,还有CD74HC4051,这是一款来自德州仪器的高速CMOS逻辑模拟复用/解复用IC。LM4860被用作主要的音频放大器组件。该IC具有高度集成的特点,将外部元件的数量减少到最低限度。它不需要任何输出电容器、bootstrap电容器或snubber电路,这使得设计变得直接。除其他功能外,该IC还具有Shutdown模式,通过专用的SHUTDOWN引脚上的高逻辑电平激活。因此,该引脚必须设置为低逻辑电平以启用放大器。然而,AudioAmp 4 Click已经具有下拉电阻,因此音频放大器IC默认情况下已启用。SHUTDOWN引脚被路由到mikroBUS™的CS引脚,标记为EN。在关闭模式下,功耗被最小化,这对于依赖电池供电的应用非常有用。Shutdown模式引脚同时也被路由到

CD74HC4051的#E引脚,从而同时禁用此IC。音频信号可以通过3.5mm JACK连接器连接。默认情况下,该信号连接到由八个电阻组成的电压分压器的一侧。电压分压器的另一端连接到地,而电压分压器的中间插头可以通过激活CD74HC4051 IC的八个可用位置之一来选择。CD74HC4051 IC使用三个控制引脚,允许其内部模拟SP8T开关在任何八个I/O引脚(A0到A7)和一个公共I/O引脚之间闭合。音频信号通过此分压器,根据控制引脚选择的比率进行分频,并进入LM4860音频放大器IC的音频输入。这导致有八个离散音量级别,可以通过路由到mikroBUS™的S0-S3控制引脚以数字方式选择。AudioAmp 4 Click配备了标记为IN SEL的SMD跳线。此跳线允许选择来自RC滤波器的输出,该滤波器从mikroBUS™ PWM引脚中滤掉PWM信号,创建恒定电压的DC信号。通过改变PWM信号的脉冲宽度,RC滤波器的电压输

出将发生变化。如果将IN SEL开关移动到PWM位置,则此信号将被引入到电压分压器中,而不是3.5mm插孔连接器的音频信号。它可以通过主机MCU上运行的软件生成自定义波形。CD74HC4051的三个控制引脚,标记为S0、S1和S2,被路由到mikroBUS™引脚AN、RST和INT上,分别按照控制引脚的名称进行标记。这些引脚从主机MCU接受逻辑高和低电平,因此CD74HC4051可以使用控制引脚上的二进制格式进行控制。Click board™仅使用来自mikroBUS™的5V电源,因此不应与只有3.3V容忍引脚的MCU进行接口连接。对IC的完全控制仅通过MCU的GPIO引脚完成,因此软件开发复杂度降低到最低限度。但是,该Click附带了mikroSDK兼容库,提供了一个简单的使用示例和用于快速开发应用程序的函数。

AudioAmp 4 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB 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 STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

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

Control pin 0
PC0
AN
Control pin 1
PC12
RST
Shutdown mode enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Input
PC8
PWM
Control pin 2
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

AudioAmp 4 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 STM32G071RB 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
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - 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
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 AudioAmp 4 Click 驱动程序的 API。

Key functions:

  • audioamp4_set_channel - 此函数设置音量通道。

  • audioamp4_shutdown - 此函数用于开关设备的开启或关闭。

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 AudioAmp 4 Click example
 * 
 * # Description
 * This example switches device on & off and sets volume channel to 3.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes GPIO interface, turns module ON and sets volume level to 0.
 * 
 * ## Application Task  
 * Turns device OFF & ON and sets a three different volume values.
 * 
 * ## Additional Functions
 * - application_error_handler - Collects the response from the functions.
 * 
 * \author Petar Suknjaja
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "audioamp4.h"

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

static audioamp4_t audioamp4;
static log_t logger;

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

void application_error_handler ( AUDIOAMP4_RETVAL error_code ) 
{
    switch ( error_code ) 
    {
        case AUDIOAMP4_OK :
        {
            log_info( &logger, "OK\r\n");
        break;    
        }
        case AUDIOAMP4_SHTDWN_STATE_ERR :
        {
            log_info( &logger, "Shutdown state error\r\n" );
        break;
        }
        case AUDIOAMP4_VOL_CHANN_ERR :
        {
            log_info( &logger, "Volume channel error\r\n" );
        break;
        }
        default : 
        {
        break;
        }  
    }
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    audioamp4_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.

    audioamp4_cfg_setup( &cfg );
    AUDIOAMP4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    audioamp4_init( &audioamp4, &cfg );
    audioamp4_default_cfg( &audioamp4 );
}

void application_task ( void )
{
    log_info( &logger, "Turn on device:" );
    application_error_handler( audioamp4_shutdown( &audioamp4, AUDIOAMP4_SHUTDOWN_OFF ) );
    
    log_info( &logger, "Set volume channel 1:" );
    application_error_handler( audioamp4_set_channel( &audioamp4, AUDIOAMP4_VOLUME_CHANN_1 ) );
    Delay_ms( 2000 );
    
    log_info( &logger, "Set volume channel 5:" );
    application_error_handler( audioamp4_set_channel( &audioamp4, AUDIOAMP4_VOLUME_CHANN_5 ) );
    Delay_ms( 2000 );
    
    log_info( &logger, "Set volume channel 7:" );
    application_error_handler( audioamp4_set_channel( &audioamp4, AUDIOAMP4_VOLUME_CHANN_7 ) );
    Delay_ms( 2000 );
    
    log_info( &logger, "Turn off device:" );
    application_error_handler( audioamp4_shutdown( &audioamp4, AUDIOAMP4_SHUTDOWN_ON ) );
    Delay_ms( 500 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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