中级
30 分钟

使用 CY8C9520A 和 STM32F410RB 简化复杂的 I/O 挑战

解锁连接能力

EXPAND 6 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

EXPAND 6 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

以信心应对有限I/O资源的挑战,因为我们的端口扩展技术提供实时引脚扩展、精确控制和多样化电子系统的适应性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

EXPAND 6 Click基于Infineon的CY8C9520A,这是一款具有EEPROM和四个独立可配置8位PWM输出的20位I/O扩展器。CY8C9520A的主要模块包括控制单元、PWM、EEPROM和I/O端口。I/O扩展器的数据引脚可以独立分配为输入、输出或PWM输出,并且可以配置为开漏或集电极、强驱动(10 mA源,25 mA沉)、上拉或下拉电阻,或高阻抗,这些可以在端口驱动模式寄存器中选择。它作为两个I2C外围设备运行,第一个设备是多端口I/O扩展器(单个I2C地址通过寄存器访问所有端口),第二个是具有3 Kbyte地址空间的串行EEPROM。配置和输出寄存器设置可以作

为用户默认值存储在EEPROM的专用部分中。如果用户默认值存储在EEPROM中,它们将在上电序列中恢复到端口。EEPROM是字节可读的,并支持逐字节写入。此Click板™上的端口2的引脚3可以配置为EEPROM写入禁用(WD)输入,当设置为高时阻止写操作。配置寄存器也可以关闭EEPROM操作。EXPAND 6 Click通过标准I2C 2线接口与MCU通信,最大频率为100kHz。默认情况下,CY8C9520A有两种可能的I2C从设备地址格式:第一种用于访问多端口设备,第二种用于访问EEPROM。I2C从设备地址的选择是通过设置CY8C9520A的A0引脚上的逻辑电平来执行的,可以使用标

记为ADDR SEL的SMD跳线完成。它还生成一个可编程中断信号,路由到mikroBUS™的INT引脚,这可以通知系统主设备其端口上有传入数据或PWM输出状态已更改。路由到mikroBUS™插座RST引脚的复位信号类似于POR(上电复位)功能。当CY8C9520A处于复位状态时,所有输入和输出引脚都保持在默认的高阻状态。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压水平运行。这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,此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。

EXPAND 6 Click top side image
EXPAND 6 Click bottom side 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
Reset
PC12
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

EXPAND 5 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

该库包含 EXPAND 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • expand6_write_port - 设置一个端口中所有输出引脚逻辑电平的函数

  • expand6_reset - 重置功能

  • expand6_write_pin - 设置单个输出引脚逻辑电平的函数

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 Expand6 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of EXPAND 6 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes I2C driver and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This example shows the capabilities of the EXPAND 6 click by toggling 
 * each of the 20 available pins.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "expand6.h"

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

static expand6_t expand6;
static log_t logger;

uint8_t pin_num;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    expand6_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.

    expand6_cfg_setup( &cfg );
    EXPAND6_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    expand6_init( &expand6, &cfg );

    expand6_reset ( &expand6 );
    Delay_ms( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "------------------- \r\n" );
    log_printf( &logger, "   EXPAND 6 click   \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------- \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    expand6_write_port( &expand6, EXPAND6_PORT_0, 0xFF );
    expand6_write_port( &expand6, EXPAND6_PORT_1, 0xFF );
    expand6_write_port( &expand6, EXPAND6_PORT_2, 0xFF );
    
    log_printf( &logger, "All pins set to HIGH logic level!\r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
    
    for ( pin_num = 0; pin_num < 20; pin_num++ )
    {
        expand6_write_pin( &expand6, pin_num, EXPAND6_LOW );
        log_printf( &logger, "Pin %u is set to LOW logic level!\r\n", ( uint16_t) pin_num );
        Delay_ms( 300 );
    }

    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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