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使用AK09915和STM32G071RB提供基于位置的实时信息和互动体验

发现真正的北方

Compass 4 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Compass 4 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

实现高精度三轴磁场测量,可在各种应用中实现准确的定位和方向感应。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Compass 4 Click 基于 AK09915,这是一款集成了信号处理的完整三轴磁传感器,由 AKM 提供。AK09915 包含用于检测 X 轴、Y 轴和 Z 轴地磁的磁传感器、传感器驱动电路、信号放大链以及用于处理每个传感器信号的算术电路。每个轴传感器的输出信号通过 16 位 A/D 转换器(ADC)进行多路复用、预放大、处理和数字化。三轴磁力计可以编程以在±4912 μT 的全量程范围内测量每个轴的磁分量,灵敏度为每 LSB 0.15 µT。AK09915 将模拟电路、数字逻辑和接口块集成到一个芯片中。它还支持通过设置适当的寄存器选择的九种不同的操作模式。当设置为单次测量模式时,磁传感器测

量开始。磁传感器测量和信号处理完成后,测量的磁数据存储在测量数据寄存器中,然后 AK09915 自动转换到关机模式。在转换到关机模式时,数据就绪(DRDY)位变为“1”。读取任何测量数据寄存器时,DRDY 位变为“0”。从关机模式转换到另一模式时,它保持为“1”。AK09915 的就绪输出引脚标记为 DRY,路由到 mikroBUS™ 插槽的 INT 引脚。除了数据就绪引脚外,该 Click board™ 还有复位引脚(RST),路由到 mikroBUS™ 的适当位置。Compass 4 Click 允许使用 I2C 和 SPI 接口进行通信,I2C 的最大频率为 2.5MHz,SPI 的最大频率为 4MHz。选择可以通过将标记为

 COMM SEL 的 SMD 跳线放置到适当位置来进行。请注意,所有跳线必须放置在同一侧,否则 Click board™ 可能无响应。当选择 I2C 接口时,AK09915 允许选择其 I2C 从属地址的最后两位(LSB)。这可以通过使用标记为 ADDR SEL 的 SMD 跳线来完成。根据每个 ADDR SEL 跳线的位置,可以设置四个不同的地址。这个 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下工作。使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电平转换。此外,这个 Click board™ 配备了一个包含函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Compass 4 Click top side image
Compass 4 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB 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 STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

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
Reset
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Data Ready Output
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

Compass 4 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 STM32G071RB 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
Board mapper by product8 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

软件支持

库描述

该库包含 Compass 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • compass4_get_interrupt - 获取 INT 引脚状态 (DRDY 引脚)

  • compass4_get_single_axis - 获取单轴值

  • compass4_get_magnetic_flux - 获取 X\Y\Z 轴的磁通量值

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 Compass4 Click example
 * 
 * # Description
 * This demo application measures magnetic flux data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and resets the module, then checks
 * the communication with the module and sets the module default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads magnetic flux data and displays the values of X, Y, and Z axis to 
 * the USB UART each second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "compass4.h"

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

static compass4_t compass4;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    compass4_cfg_t cfg;

    uint8_t device;

    /** 
     * 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.

    compass4_cfg_setup( &cfg );
    COMPASS4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    compass4_init( &compass4, &cfg );

    compass4_hardware_reset( &compass4 );
    Delay_ms ( 500 );
    
    device = compass4_check_device( &compass4 );
    if ( device == 0 )
    {
        log_printf( &logger, ">> Device communication [ OK ] \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, ">> Device communication [ ERROR ] \r\n" );
        for ( ; ; );
    }
    
    compass4_configuration ( &compass4, COMPASS4_CTRL1_WM_STEPS_5 | 
                                        COMPASS4_CTRL1_NOISE_ENABLE,
                                        COMPASS4_CTRL2_MODE_CONT_1 | 
                                        COMPASS4_CTRL2_SDR_LOW_NOISE |
                                        COMPASS4_CTRL2_FIFO_ENABLE );
                             
    log_printf( &logger, ">> Start measurement  \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    compass4_flux_t flux;
    uint8_t err;
    
    err = compass4_get_magnetic_flux( &compass4, &flux );
    if ( err != 0 )
    {
        log_printf( &logger, ">> Measurement error  \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, ">> Magnetic flux data << \r\n" );
        log_printf( &logger, ">> X: %.2f \r\n", flux.x );
        log_printf( &logger, ">> Y: %.2f \r\n", flux.y );
        log_printf( &logger, ">> Z: %.2f \r\n", flux.z );
    }
    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

额外支持

资源

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