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使用LPS35HW和STM32L073RZ,自信追踪气候趋势

上升与下降:气压计的迷人世界

Barometer 2 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 25, 2024

点击板

Barometer 2 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

探索气压计的世界及其在预测天气中的重要作用,使您能够对户外活动做出明智的决策。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Barometer 2 Click基于STMicroelectronics的LPS35HW,这是一款采用防水封装的绝对数字输出气压计IC。它可以用于测量260 - 1260hPa的绝对压力值。传感器可以承受高达2MPa的压力峰值,而不会造成任何永久性损坏。然而,长时间暴露在如此高的压力下可能会影响传感器的可靠性和精度。LPS35HW IC包含一个压阻MEMS和一个ASIC。MEMS由一个悬浮膜组成,使用ST开发的专有技术制造。膜上的压阻元件形成惠斯通电桥。通过施加压力,电桥的平衡被扰乱,导致其输出上出现成比例的电压。惠斯通电桥的输出然后由ASIC处理,通过I2C接口以24位二进制补码格式输出调节和工厂校准的数据。Barometer 2 Click支持I2C通信接口,使其可以与各种不同的MCU一起使用。通过标记为ADD SEL的SMD跳线可以配置从设备I2C地址。SMD跳

线用于设置I2C地址的最低有效位(LSB)。当设置为1时,7位I2C从地址变为0b1011101x。如果设置为0,则地址变为0b1011100x。最后一位(x)是读/写位。LPS35HW的一个显著特点是高度可配置的FIFO缓冲区,具有32个40位数据槽,允许缓冲压力和温度读数。FIFO缓冲区可以配置为在几种可用模式之一下工作,提供了很大的灵活性。随着可以通过专用INT_DRDY引脚信号化几个与FIFO相关的事件的扩展中断引擎,FIFO缓冲区对于编写优化的MCU固件非常有用。除了与FIFO相关的事件外,LPS35HW IC的扩展中断引擎还可以配置为通过专用INT_DRDY引脚信号化其他几个事件,包括超过可编程低或高阈值水平的事件,以及有数据准备从输出读取的事件。LPS35HW IC的INT_DRDY引脚路由到

mikroBUS™ INT引脚。其有效状态(有效低或有效高)是可自由配置的。输出的压力数据为24位二进制补码格式。得益于高度先进的ASIC,输出已经格式化为物理单位,主机MCU只需进行最少的操作。由于灵敏度为4096 LSB/hPa,因此输出结果应除以4096以获得以hPa为单位的值。温度数据为16位二进制补码格式,不需要任何转换。温度传感器的灵敏度为100 LSB/⁰C,因此输出结果应除以100以获得以⁰C为单位的值。ASIC还提供一些其他处理功能,例如输出数据的低通滤波,这有助于减少由于突然压力变化引起的不一致性。此Click板™使用I2C接口,并且设计为仅使用3.3V逻辑电平操作。在将Click板™与5V逻辑电平的MCU一起使用之前,应进行适当的逻辑电压电平转换。

Barometer 2 Click top side image
Barometer 2 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,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。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

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
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
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Barometer 2 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 STM32L073RZ 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

该库包含 Barometer 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • barometer2_get_pressure - 获取压力值

  • barometer2_get_temperature - 获取温度值

  • barometer2_software_reset - 重置设备

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 Barometer2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application measures temperature and pressure data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes and configures the click and logger modules and tests the communication for errors.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads and displays temperature and pressure values every second. 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "barometer2.h"

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

static barometer2_t barometer2;
static log_t logger;

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

void application_init ( )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    barometer2_cfg_t cfg;
    
    uint8_t test;

    /** 
     * 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.

    barometer2_cfg_setup( &cfg );
    BAROMETER2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    barometer2_init( &barometer2, &cfg );

    // Test communication

    test = barometer2_read_byte( &barometer2, BAROMETER2_REG_WHO_AM_I ); 

    if ( test == BAROMETER2_WHO_AM_I )
    {
        log_printf( &logger, "---- Communication OK!!! ----\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "---- Communication ERROR!!! ----\r\n" );
        for ( ; ; );
    } 

    // Software reset 

    barometer2_software_reset( &barometer2 );
    Delay_ms( 1000 );
    
    barometer2_default_cfg( &barometer2 );
    Delay_ms( 1000 );
    log_printf( &logger, "---- Start Measurement ---- \r\n" );
}

void application_task ( )
{
    float temperature;
    float pressure;
     
    temperature = barometer2_get_temperature( &barometer2, BAROMETER2_TEMPERATURE_IN_CELSIUS );
    log_printf( &logger, " Temperature : %.2f C\r\n", temperature );

    pressure = barometer2_get_pressure( &barometer2, BAROMETER2_PRESSURE_DATA_IN_mBar );
    log_printf( &logger, " Pressure : %.2f mbar\r\n", pressure );

    log_printf( &logger, "-------------------------- \r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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