中级
30 分钟

使用 DS1087L 和 STM32F103RB 创建精确的时间间隔。

精确的方波发生器。

Clock Gen 2 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Clock Gen 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

使用最先进的时钟发生器提升您的工程解决方案,提供可靠且高效的定时信号。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Clock Gen 2 Click 基于 Analog Devices 的 DS1087,这是一款 3.3V 频谱扩展 EconOscillator。此 IC 工厂生产时具有不同的主时钟频率,范围从 33.3 MHz 到 66.6 MHz,具有可变的频谱扩展百分比。Clock Gen 2 Click 上的 IC 具有固定为 66.6 MHz 的主时钟频率,允许频率范围从 260 kHz 到 66.6 MHz。此 IC 使用 2^0 到 2^8 的时钟预分频器来实现不同于主频率的频率。通过选择频谱扩展百分比,可以避免产生过多的 EMI,否则可能违反 FCC/IEC 规定。正如所述,DS1087 生成的内部时钟频率为 66.6MHz。主时钟由内部三角波发生器进行频率调制。主要振荡器频率可以通过可选择的比例低于最大频率进行抖动。预分频器寄存器中的一位确定频谱扩展抖动范围,可以

选择在主时钟频率以下的 2% 和 4% 之间。标有 SPRD 的 IC 引脚连接到 mikroBUS™ 的 PWM 引脚。该引脚上的高电平启用频谱扩展功能。DS1087LU 配备了非易失性存储器位置 (EEPROM) 以存储所有配置寄存器的内容。将数据写入配置寄存器可以自动镜像到 EEPROM。这由写控制位 (WC) 控制。它允许在每次寄存器更改后自动将数据存储到 EEPROM(WC = 0,默认)或通过发出 WRITE EE 命令手动存储配置数据(WC = 1)。此功能允许在上电复位 (POR) 周期之间记住配置。输出使能 (OE) 引脚允许关闭输出引脚上的时钟输出。该引脚上的高电平会关闭时钟输出。然而,这不会关闭内部主时钟发生器,因此 IC 仍会消耗必要的工作电源。要完全将设备置于断电模式,需要使用

另一个引脚:PDN 引脚上的低电平会关闭主振荡器,从电源消耗更少的电流。OE 引脚连接到 mikroBUS™ 的 CS 引脚,并标记为 OE,而 PDN 引脚连接到 mikroBUS™ 的 RST 引脚,并标记为 PDN。这些信号与内部主时钟同步,防止输出出现毛刺。时钟输出信号在 Click board™ 上的 SMA 连接器处。此连接器保护高频时钟信号并进一步减少 EMI。它还提供最可靠的接触并尽可能减少损耗。时钟输出信号幅度为 2.4V,使该 Click board™ 可与大多数 3.3V 操作的 MCU 和其他设备一起使用。标准化的 I2C 接口允许该 Click board™ 与广泛的设备进行接口。IC 的 I2C 时钟和数据引脚 (SCL 和 SDA) 路由到适当的 mikroBUS™ 引脚,允许简单且可靠的接口。

Clock Gen 2 Click top side image
Clock Gen 2 Click bottom 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

NC
NC
AN
Power Down
PC12
RST
Output Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Dither Enable
PC8
PWM
NC
NC
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

Clock Gen 2 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
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

该库包含用于 Clock Gen 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • clockgen2_output_enable - 用于启用/禁用时钟输出的功能

  • clockgen2_auto_setting_preserve - 用于启用/禁用自动设置保留的功能

  • clockgen2_set_prescaler - 用于设置主时钟预分频器的功能

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 ClockGen2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application enables generation of square waved clock signal in range from 260 kHz to 66,6 MHz
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Driver initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes the prescaler and enables/disables the clock output.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "clockgen2.h"

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

static clockgen2_t clockgen2;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    clockgen2_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.

    clockgen2_cfg_setup( &cfg );
    CLOCKGEN2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    clockgen2_init( &clockgen2, &cfg );

    Delay_ms(100);
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.

    char i;
     
     for ( i = 5; i< 8; i++ )
     {
       clockgen2_set_prescaler( &clockgen2, i );
       clockgen2_output_enable( &clockgen2, 1 );
       Delay_ms( 2000 );

       clockgen2_output_enable( &clockgen2, 0 );
       Delay_ms( 2000 );
     }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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