使用我们的多端口I/O扩展器优化您的控制系统和智能解决方案的效率,实现精确的输入和输出管理,以进行数据调节和节能。
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硬件概览
它是如何工作的?
Expand 15 Click基于TCAL6416,这是德州仪器的一款通用I/O扩展器。TCAL6416采用一个P端口配置,通过标准I2C串行接口轻松添加I/O。其数字核心包括8位数据寄存器,允许用户配置I/O端口特性。I/O在上电或复位后配置为输入。然而,主控制器可以通过写入配置寄存器将I/O配置为输入或输出。每个输入或输出的数据保存在相应的输入端口或输出端口寄存器中,可以通过极性反转寄存器反转输入端口的极性。配置为输出的P端口通道可以吸收高达25mA的电流以直接驱动LED,但必须通过附加电阻限制电流。
此外,TCAL6416具有专门针对增强I/O端口的Agile I/O功能,包括可编程输出驱动强度、可编程上拉和下拉电阻、可锁存输入、可屏蔽中断、中断状态寄存器以及可编程开漏或推挽输出。这些配置寄存器通过增加灵活性来改进I/O,使用户能够优化其设计以减少功耗、提高速度和降低EMI。该Click板™通过标准I2C 2线接口与MCU通信,以读取数据和配置设置,最高频率为1MHz。此外,TCAL6416允许使用标记为ADDR SEL的SMD跳线选择其I2C从设备地址的最低有效位(LSB)。它还具有一个通用复位信
号,连接到mikroBUS™插座的RST引脚,以复位TCAL6416,并且在输入端口状态变化时,连接到mikroBUS™插座的INT引脚的附加中断信号。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。此外,通过标记为VCCP SEL的跳线,可以选择TCAL6416的电源,以使用1.08V到3.6V的外部电源(V引脚)或3V3 mikroBUS™电源轨。使用不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该Click板™配备了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 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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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 Expand 15 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
expand15_hw_reset
- Expand 15硬件复位功能expand15_get_in_pin_state
- Expand 15获取输入引脚状态功能expand15_set_out_pin_state
- Expand 15设置输出引脚状态功能
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 main.c
* @brief Expand 15 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of Expand 15 click board by setting and reading
* the ports state.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and performs the click default configuration which sets
* half of the port 0 and port 1 pins as output ( P00, P02, P04, P06, P10, P12, P14 and P16) and the
* half of the port 0 and port 1 pins as inputs ( P01, P03, P05, P07, P11, P13, P15 and P17).
*
* ## Application Task
* Sets the state of the output pins of one port and then reads the status of input pins of that port
* and displays the results on the USB UART approximately 2 seconds.
*
* @note
* In order for this example to work as intended it is necessary to connect the input and output pins
* eg. P00 and P01, P02 and P03 etc. Floating input pins will be shown as a high state.
*
* @author Stefan Ilic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "expand15.h"
static expand15_t expand15;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
expand15_cfg_t expand15_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.
expand15_cfg_setup( &expand15_cfg );
EXPAND15_MAP_MIKROBUS( expand15_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == expand15_init( &expand15, &expand15_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( EXPAND15_ERROR == expand15_default_cfg ( &expand15 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - \r\n" );
}
void application_task ( void )
{
uint8_t output_pin_state;
uint8_t input_pin_state;
// Setting port0 output pin ( P00, P02, P04 and P06 ) to high
output_pin_state = EXPAND15_PIN_00_MASK | EXPAND15_PIN_02_MASK | EXPAND15_PIN_04_MASK | EXPAND15_PIN_06_MASK;
expand15_set_out_pin_state( &expand15, EXPAND15_PORT_0, output_pin_state );
Delay_ms( 10 );
// Checking state of the input pins on port0
expand15_get_in_pin_state( &expand15, EXPAND15_PORT_0, &input_pin_state );
log_printf( &logger, "OUTPUT PINS HIGH \r\n" );
log_printf( &logger, "INPUT PINS |" );
log_printf( &logger, " P01 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_01_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P03 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_03_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P05 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_05_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P07 : %c \r\n", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_07_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
Delay_ms( 500 );
// Setting port0 output pin ( P00, P02, P04 and P06 ) to low
output_pin_state = EXPAND15_ALL_PINS_OFF;
expand15_set_out_pin_state( &expand15, EXPAND15_PORT_0, output_pin_state );
Delay_ms( 10 );
// Checking state of the input pins on port0
expand15_get_in_pin_state( &expand15, EXPAND15_PORT_0, &input_pin_state );
log_printf( &logger, "OUTPUT PINS LOW \r\n" );
log_printf( &logger, "INPUT PINS |" );
log_printf( &logger, " P01 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_01_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P03 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_03_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P05 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_05_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P07 : %c \r\n", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_07_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - \r\n" );
Delay_ms( 2000 );
// Setting port1 output pin ( P10, P12, P14 and P01 ) to high
output_pin_state = EXPAND15_PIN_10_MASK | EXPAND15_PIN_12_MASK | EXPAND15_PIN_14_MASK | EXPAND15_PIN_16_MASK;
expand15_set_out_pin_state( &expand15, EXPAND15_PORT_1, output_pin_state );
Delay_ms( 10 );
// Checking state of the input pins on port1
expand15_get_in_pin_state( &expand15, EXPAND15_PORT_1, &input_pin_state );
log_printf( &logger, "OUTPUT PINS HIGH \r\n" );
log_printf( &logger, "INPUT PINS |" );
log_printf( &logger, " P11 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_11_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P13 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_13_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P15 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_15_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P17 : %c \r\n", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_17_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
Delay_ms( 500 );
// Setting port1 output pin ( P10, P12, P14 and P16 ) to low
output_pin_state = EXPAND15_ALL_PINS_OFF;
expand15_set_out_pin_state( &expand15, EXPAND15_PORT_1, output_pin_state );
Delay_ms( 10 );
// Checking state of the input pins on port1
expand15_get_in_pin_state( &expand15, EXPAND15_PORT_1, &input_pin_state );
log_printf( &logger, "OUTPUT PINS LOW \r\n" );
log_printf( &logger, "INPUT PINS |" );
log_printf( &logger, " P11 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_11_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P13 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_13_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P15 : %c |", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_15_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, " P17 : %c \r\n", ( ( input_pin_state & EXPAND15_PIN_17_MASK ) ? 'H' : 'L' ) );
log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - \r\n" );
Delay_ms( 2000 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END