初学者
10 分钟

使用LS7366R和STM32F410RB实现精确可靠的RPM和速度测量数据

自信计数:您的正交计数器解决方案

Counter Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Counter Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

体验一种先进的四象限计数器,旨在通过准确的运动测量提升您的设计水平。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Counter Click基于LSI计算机系统的LS7366R,这是一个带有串行接口的32位正交计数器。它是一个CMOS计数器,具有直接接口,用于从增量编码器获取正交时钟。它还与增量编码器的索引信号进行接口,以执行各种标记功能。该计数器可以配置为1、2、3或4字节计数器。它还可以编程为在几种计数模式下工作,例如Modulo-N、非循环、范围限制或自由运行模式。这个Click板™具有一个2x5引脚排(2.54mm间距),用于接口LS7366R的输入、VCC和一些GND,基本

上是Click板™本身的电源引脚。VCC和GND引脚可以为正交增量 编码器供电。这个标头还包括ENCA和ENCB,即LS7366R的输入A和B引脚,直接将增量编码器的正交时钟输出应用于它们,并且索引(ENCI)引脚,这是由增量编码器的索引输出直接驱动的可编程输入。LS7366R使用标准的4线SPI串行接口通过mikroBUS™插座与主机MCU进行通信。当EN输入处于高逻辑状态时,计数器被启用;否则,它以低逻辑电平被禁用。此外,这个Click板™还具有通过INT引脚的中断功

能,可以通过LF和DF焊接跳线来配置使用LFLAG或DFLAG,DFLAG默认设置。这样,用户可以选择LFLAG,即开漏锁定输出,或DFLAG,即瞬态推挽输出,从而使用这些输出来标志Carry、Borrow、Compare和Index发生。这个Click板™可以通过PWR SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平进行操作。这样,3.3V和5V兼容的MCU都可以正确地使用通信线。此外,这个Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Counter Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB 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 STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

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
Count Enable
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
Interrupt
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Counter 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 STM32F410RB 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
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

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

这个库包含Counter Click驱动程序的API。

关键函数:

  • counter_read_cntr - 使用click对象读取CNTR。

  • counter_read_str - 使用click对象读取STR。

  • counter_read_otr - 使用click对象读取OTR。

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 Counter Click example
 * 
 * # Description
 * This application measures the speed and the position of the DC motor shafts.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and configures the click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads data from the CNTR register and calculates the speed of the motor in Rad/s.
 * All data is being displayed on the USB UART terminal where you can track their changes.
 * The CNTR is a software configurable 8, 16, 24 or 32-bit up/down counter which
 * counts the up/down pulses resulting from the quadrature clocks applied at the
 * A and B inputs, or alternatively, in non-quadrature mode, pulses applied at the A input.
 * 
 * ## NOTE
 * An appropriate motor with optical encoder needs to be connected to the click board.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "counter.h"

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

static counter_t counter;
static log_t logger;

static int32_t count;
static int32_t count_old;
static float speed;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    counter_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.

    counter_cfg_setup( &cfg );
    COUNTER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    counter_init( &counter, &cfg );

    counter_default_cfg( &counter );
    Delay_ms( 300 );
}

void application_task ( void )
{
    count = counter_read_cntr( &counter );
    log_printf( &logger, "Counter: %ld\r\n",  count );
    speed = ( float ) ( count - count_old ) / 3600.0;
    speed *= 6.283185;
    log_printf( &logger, "Speed: %.4f Rad/s\r\n",  speed );
    count_old = count;
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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