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使用SMA-B500LE和STM32F103RB升级您的数据展示

数据洞察,一段一段地呈现!

BarGraph 3 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

BarGraph 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

我们的5段红色条形图显示器旨在提供一种简单而精确的数据可视化方式,非常适合需要简洁和清晰的各种应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

BarGraph 3 Click 配备了一个五段LED条形图显示器,其特点是段的强烈和均匀的照明。在驱动LED段阵列时,使用所谓的移位寄存器IC几乎是不可避免的。该Click板使用一个德州仪器的74HC595 IC,这是一个三态的、串行输入并行输出的8位移位寄存器,带有输出锁存器。它用于驱动来自American Opto Plus LED公司的SMA-B500LE单色(红色)5段条形图阵列。74HC595 IC包括一个D型内部存储寄存器和一个串行到并行移位寄存器,两个寄存器都是8位宽。每个寄存器都有自己的时钟线,可以在需要时将所需数据时钟输入并输出到并行输出引脚。SMA-B500LE条形图LED阵列有5个红色LED段。每个段包含三个LED,它们的阴极连接在一个点并作为一个公共阴极引脚引出。结果是条形图显示器只有六个引脚,尽管它总共使用了15个LED元件。同样,所有LED段的阳极都连接到一个引脚,该引脚连接到P型MOSFET的漏极,而其源极连接到VCC。通过使用mikroBUS™的PWM引脚驱动

MOSFET的栅极,可以通过改变施加的PWM信号的脉宽来调光LED条形图显示器。Click板通过SPI接口与主机MCU通信,SPI接口路由到mikroBUS™的MOSI和SCK引脚,分别标记为SDI和SCK。五位信息通过74HC595 IC的串行数据输入引脚(DS)推送,DS引脚路由到SDI引脚。SPI接口的构造使其以8位长字操作,因此需要在锁存到输出之前将整个数据字时钟输入。然而,与74HC595 IC未连接引脚对应的位的值将被忽略。输出使能引脚(#OE)路由到mikroBUS™的AN引脚,并标记为OE。如果该引脚处于高逻辑电平,74HC595 IC的Q0到Q7S输出将处于高阻(高阻抗模式),这意味着它们将断开连接。无论其他引脚的逻辑状态如何,输出将不会从此状态改变,直到#OE被降低到低逻辑电平。存储器内容和输出引脚的逻辑状态将不会受到影响,这意味着OE可以用于打开或关闭条形图的段,而不会影响其状态(类似于简单的SPST开关与条形图段的LED串联)。数据字时钟输入后,主SPI时钟应停

止,CS引脚应驱动到高逻辑电平。mikroBUS™的CS引脚路由到74HC595 IC的STCP引脚。74HC595 IC的STCP输入引脚上的上升沿将数据从内部存储寄存器锁存到输出引脚,改变其并行输出引脚(Q0到Q7)的状态。如果内部存储中的特定位是0,74HC595 IC上适当引脚的状态将变为低。由于其阳极已经连接到正电压(前提是P型MOSFET是打开的),段将点亮。这意味着逻辑0点亮段,而1关闭段。#MR引脚用于清除74HC595 IC的内部存储寄存器中的数据。该引脚上的低逻辑电平将清除该存储寄存器的内容,但不会关闭已经激活的输出。#MR引脚路由到mikroBUS™的RST引脚,并通过板载电阻拉到高逻辑电平。该Click板可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,该Click板配备了包含易于使用功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

BarGraph 3 Click top side image
BarGraph 3 Click top side 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

Output Enable
PC0
AN
Data Clear
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Dimming Control
PC8
PWM
NC
NC
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

BarGraph 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 front 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 front image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
EEPROM 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU 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

此库包含BarGraph 3 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • bargraph3_display - 控制显示功能

  • bargraph3_set_pwm - 设置PWM功能

  • bargraph3_enable - 启用芯片功能

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 BarGraph3 Click example
 * 
 * # Description
 * This application used to create various types of VU meters, 
 * status indicators, different types of counters and similar devices.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver init, enable device and set PWM
 * 
 * ## Application Task  
 * Counter passes through the loop and logs the value of the 
 * counter on the bargraph display.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "bargraph3.h"

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

static bargraph3_t bargraph3;
static log_t logger;


void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    bargraph3_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.

    bargraph3_cfg_setup( &cfg );
    BARGRAPH3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    bargraph3_init( &bargraph3, &cfg );
    
    bargraph3_enable( &bargraph3, BARGRAPH3_DEVICE_ENABLE );
    bargraph3_set_pwm( &bargraph3, BARGRAPH3_DEVICE_ENABLE );
    Delay_ms( 500 );
}

void application_task ( void )
{
   uint8_t bargraph_cnt;
    
    for ( bargraph_cnt = 0; bargraph_cnt <= 5; bargraph_cnt++ )
    {
        bargraph3_display( &bargraph3, BARGRAPH3_INCREASE_LED,  
                           BARGRAPH3_DIRECTION_BOTTOM_TO_TOP, 
                           bargraph_cnt );
        Delay_ms( 1000 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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