使用STM32L073RZ和PAM8904为各种事件或警报创建通知系统

引起注意的警报：重新定义信号的下一代蜂鸣器

BUZZ 3 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

BUZZ 3 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

踏入音频信号的未来，体验新一代蜂鸣器在各行各业和各种环境中的变革性影响。

硬件概览

它是如何工作的？

Buzz 3 Click 基于Diodes Incorporated的PAM8904，这是一款带集成多模式电荷泵升压转换器的压电发声器驱动器。PAM8904是一种开关驱动器，具有多模式电荷泵，用于压电发声器。PAM8904以固定频率1MHz工作，可以驱动高达15nF的发声器负载，提供9V输出，并具有最小的组件占用空间。为了调整压电发声器的音量，电荷泵可以在1x、2x或3x模式下工作。它具有热关断、过流和过压保护、欠压锁定等功能，提供小的浪涌电流、低EMI和高效率。发声器驱动器通过采用内置自动关断和唤醒功能，有助于保持低电流消耗和延长电池寿命。例如，在1x模式下，输入电压为3V、输入

频率为4kHz、驱动15nF压电发声器时，活动电流消耗仅为300µA。在关断模式下，静态电流小于1µA。电荷泵模式引脚EN1和EN2用于将电荷泵设置为1xVDD、2xVDD、3xVDD模式，或者用于将PAM8904置于强制低电流关断模式。当一个或两个EN引脚被拉高时，设备进入正常操作模式。一旦PAM8904检测到DIN引脚上有有效信号，电荷泵将启动并在VOUT引脚上提供所需电压，标记为VO1和VO2的输出驱动线将在270μs至350μs之间的时间内变为活动状态，具体取决于所选模式。如果DIN线上的有效信号消失，PAM8904将检测到该消失，然后等待42ms以确保其消失。如果即使在此期间

后，DIN线上仍没有有效信号，PAM8904将切换到低电流待机模式。Buzz 3 Click通过连接到mikroBUS™插座的RST、AN和PWM引脚（标记为EN1、EN2和DIN）的多个GPIO引脚与MCU建立通信。此外，还有一个标记为INT BUZZ的跳线设置，用于在单端和差分负载配置之间选择，以及驱动板载压电发声器或外部连接的压电发声器。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压等级。这样，3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线。此外，该Click板™配备了一个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。

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

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

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

Charge Pump Mode Pin 1

PC0

Charge Pump Mode Pin 2

PC12

RST

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM Signal

PC8

PWM

INT

SCL

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

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 STM32L073RZ MCU作为您的开发板开始。

Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly

LTE IoT 5 Click front image hardware assembly

LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly

Board mapper by product8 hardware assembly

Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly

Necto No Display image step 8 hardware assembly

Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

该库包含 Buzz 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

buzz3_pwm_start - 此功能启动PWM模块输出
buzz3_set_gain_operating_mode - 此功能设置Buzz 3 Click上带有集成升压转换器的PAM8904压电发声器驱动器的增益操作模式
buzz3_play_sound - 此功能在蜂鸣器上播放声音

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 Buzz3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Buzz 3 Click boards with PAM8904 for play the Imperial March. 
 * PAM8904 is piezo-sounder driver with an integrated Multi-Mode charge pump boost converter from Diodes Incorporated. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes GPIO, set AN and RST pin as outputs, begins to write a log. 
 * Initialization driver enables - GPIO and configures the appropriate MCU pin for 
 * sound generation, also write log.
 *
 * ## Application Task
 * Plays the Imperial March melody. Also logs an appropriate message on the USB UART.
 *
 * Additional Functions :
 * - void buzz3_melody( void ) - This function plays the Imperial March melody.
 * 
 * @note
 * The minimal PWM Clock frequency required for this example is the frequency of tone C6 - 1047 Hz. 
 * So, in order to run this example and play all tones correctly, the user will need to decrease 
 * the MCU's main clock frequency in MCU Settings for the certain architectures
 * in order to get the required PWM clock frequency.
 *
 * @author Jelena Milosavljevic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buzz3.h"

#define W 4*Q         // Whole 4/4 - 4 Beats
#define H 2*Q         // Half 2/4 - 2 Beats 
#define Q 250         // Quarter 1/4 - 1 Beat
#define E Q/2         // Eighth 1/8 - 1/2 Beat
#define S Q/4         // Sixteenth 1/16 - 1/4 Beat
                      

static buzz3_t buzz3;
static log_t logger;

void buzz3_melody ( void ) {
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F6, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F6, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, H );
    Delay_ms ( 1 + H );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_E7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_E7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_E7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F7, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Ab6, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F6, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, H );
    Delay_ms ( 1 + H );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Ab7, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_G7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Gb7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_E7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F7, E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Bb6, E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Eb7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_D7, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Db7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_B6, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F6, E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Ab6, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F6, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_E7, H );
    Delay_ms ( 1 + H );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Ab7, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_G7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Gb7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_E7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F7, E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Bb6, E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Eb7, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_D7, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Db7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_B6, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F6, E );
    Delay_ms ( 1 + E );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Ab6, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F6, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_A6, Q );
    Delay_ms ( 1 + Q );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_F6, E + S );
    Delay_ms ( 1 + E + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_C7, S );
    Delay_ms ( 1 + S );
    buzz3_play_sound(&buzz3, BUZZ3_NOTE_Ab6, H );
    Delay_ms ( 1 + H );
}

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;          /**< Logger config object. */
    buzz3_cfg_t buzz3_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.

    buzz3_cfg_setup( &buzz3_cfg );
    BUZZ3_MAP_MIKROBUS( buzz3_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = buzz3_init( &buzz3, &buzz3_cfg );
    if ( PWM_ERROR == init_flag ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    buzz3_default_cfg ( &buzz3 );
    buzz3_set_duty_cycle ( &buzz3, 0.0 );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Set the gain to x1  \r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
    buzz3_pwm_start( &buzz3 );
    buzz3_set_gain_operating_mode( &buzz3, BUZZ3_OP_MODE_GAIN_x1 );

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf( &logger, "   Play the music    \r\n" );
    buzz3_melody( );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

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