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设计一个带有CLS-16D24-44-DF8/TR8和STM32L073RZ的便携式颜色分析仪

感知彩虹!

Color 15 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

Color 15 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

使用我们高度灵敏且准确的颜色传感解决方案,获取所需的颜色。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Color 15 Click基于Everlight Electronics的CLS-16D24-44-DF8/TR8,这是一个数字I2C兼容接口的颜色光传感器。它支持红色、绿色、蓝色、白色和红外光(R、G、B、W、IR)的并行输出,并将它们转换为16位数字值(0-65535)。该传感器具有高分辨率,设计用于在光源中拒绝红外线,使设备能够在从阳光到黑暗房间的环境中运行,最大检测照度为204.679lux。此外,集成的ADC可以拒绝由人工光源引起的50Hz和60Hz闪烁。它还具有在-40°C到65°C的宽温度范围内的稳定性能,

适用于测量当前的颜色光。CLS-16D24-44-DF8/TR8不需要特定的上电顺序,但其接口和逻辑部分需要1.8V电压才能正常工作。因此,一个小型的LDO稳压器MAX8511提供了从选定的mikroBUS™电源轨输出的1.8V。Color 15 Click通过标准的I2C 2线接口与MCU通信,最大时钟频率为400kHz,可通过软件寄存器完全调整。由于传感器操作需要3.3V的电源,该Click板™还配备了PCA9306和SN74LVC1T45电压级别转换器。I2C接口总线线路被路由到电压级别转换器,使该Click

板™能够与3.3V和5V的MCU正常工作。此外,它使用一个中断引脚,即mikroBUS™插座的INT引脚,当发生中断时,用于在颜色结果超过上限或下限阈值设置时提醒系统。该Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压水平,从而允许3.3V和5V的MCU正确使用通信线路。此外,该Click板™配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Color 15 Click top side image
Color 15 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
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Color 15 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 STM32L073RZ 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
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 Color 15 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • color15_get_data - 这个函数从5个通道(红色、绿色、蓝色、白色、红外)读取数据。

  • color15_rgbw_to_hsl - 这个函数将RGBW(红色、绿色、蓝色、白色)转换为HSL(色相、饱和度、亮度)颜色值。

  • color15_get_color - 这个函数从输入的HSL颜色中返回颜色名称标志。

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 Color15 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Color 15 click board by reading data
 * from 5 channels and converting them to HSL color and displaying those data as 
 * well as the detected color name on the USB UART.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for the data ready interrupt, then reads the values of all channels and converts
 * them to HSL color and displays those data as well as the detected color name on the USB UART
 * every 500ms approximately.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "color15.h"

static color15_t color15;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    color15_cfg_t color15_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.
    color15_cfg_setup( &color15_cfg );
    COLOR15_MAP_MIKROBUS( color15_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == color15_init( &color15, &color15_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( COLOR15_ERROR == color15_default_cfg ( &color15 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    // Wait for the data ready interrupt indication
    while ( color15_get_int_pin ( &color15 ) );
    
    color15_channels_t channels;
    if ( ( COLOR15_OK == color15_clear_interrupt ( &color15 ) ) &&
         ( COLOR15_OK == color15_get_data ( &color15, &channels ) ) )
    {
        color15_hsl_t hsl;
        color15_rgbw_to_hsl ( &color15, &channels, &hsl );
        log_printf ( &logger, "\r\n Hue: %.1f deg\r\n", hsl.hue );
        log_printf ( &logger, " Saturation: %.1f %%\r\n", hsl.saturation );
        log_printf ( &logger, " Lightness: %.1f %%\r\n", hsl.lightness );
        switch ( color15_get_color ( &hsl ) )
        {
            case COLOR15_RED_COLOR:
            {
                log_printf( &logger, " Color: RED\r\n" );
                break;
            }
            case COLOR15_YELLOW_COLOR:
            {
                log_printf( &logger, " Color: YELLOW\r\n" );
                break;
            }
            case COLOR15_GREEN_COLOR:
            {
                log_printf( &logger, " Color: GREEN\r\n" );
                break;
            }
            case COLOR15_CYAN_COLOR:
            {
                log_printf( &logger, " Color: CYAN\r\n" );
                break;
            }
            case COLOR15_BLUE_COLOR:
            {
                log_printf( &logger, " Color: BLUE\r\n" );
                break;
            }
            case COLOR15_MAGENTA_COLOR:
            {
                log_printf( &logger, " Color: MAGENTA\r\n" );
                break;
            }
            case COLOR15_WHITE_COLOR:
            {
                log_printf( &logger, " Color: WHITE\r\n" );
                break;
            }
            case COLOR15_BLACK_COLOR:
            {
                log_printf( &logger, " Color: BLACK\r\n" );
                break;
            }
            default:
            {
                log_printf( &logger, " Color: UNKNOWN\r\n" );
                break;
            }
        }
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

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资源

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