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使用LM96080和STM32G071RB监控和调节各种硬件组件的性能

您的系统守护者

HW Monitor Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

HW Monitor Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

确保您的嵌入式解决方案的稳定性和性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

HW Monitor Click基于LM96080,这是一款来自德州仪器的系统硬件监控器,用于各种嵌入式系统的电源、温度和风扇监控。LM96080提供七个模拟输入,分布在板子顶部标记为IN0到IN6的端子上,此外还包括一个温度传感器、一个三角积分ADC、两个风扇速度计数器、看门狗寄存器和多种输入输出,集成在一个芯片中。它不断将模拟输入转换为10位分辨率,LSB为2.5mV,输入范围为0到2.56V。模拟输入旨在连接到典型通信基础设施系统中的多个电源。此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400kHz。LM96080在I2C线上包含一个模拟滤波器,提高了抗噪性,并支持SDA和SCL引脚上的超时复位功能,防止I2C总线锁定。此外,LM96080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)。LM96080特别适

合与线性和数字温度传感器接口,如LM73、LM75、LM56、LM57、LM26、LM27、LM26LV或通过未填充头上的BTI引脚连接其他LM96080。温度可以转换为9位或12位补码字,分辨率分别为0.5°C或0.0625°C LSB。在同一个头上,除了BTI引脚外,还有一个GPI引脚,除了作为通用输入引脚外,还可以用作机箱入侵检测输入。机箱入侵输入设计为接受来自外部电路的高电平信号,例如当计算机盖子被移除时。该板的另一个附加功能是标记为FAN1和FAN2的风扇输入,可以编程为接受高电平或低电平风扇故障指示器或转速信号。风扇输入测量来自风扇的转速脉冲周期,为低速风扇提供更高的计数。全刻度风扇计数为255(8位计数器),代表停止或慢速风扇。基于153的计数,标称速度可编程为1100至8800 RPM。还包括信号调理电路以适应缓慢的上升和下降时间。最后一个头包含外部中断输入

INT IN、用于外部目的的主复位RST OUT和单个电源开关引脚GPO。INT IN有效低中断提供了一种通过LM96080将其他设备的中断连接到主机的方法,RST_OUT用于向连接到该线的设备提供主复位,而GPO引脚是一个有效低的NMOS开漏输出,用于驱动外部电源PMOS进行软件电源控制,或用于控制冷却风扇的电源。LM96080还具有连接到mikroBUS™插座的RST引脚的通用复位信号,以复位LM96080,以及连接到mikroBUS™插座的INT引脚的附加中断信号,当发生外部中断(如INT_OUT)、温度传感器中断或机箱检测事件时,发出中断信号。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压水平,这样3.3V和5V的MCU都能正确使用通信线。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。

HW Monitor Click hardware overview 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
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

HW Monitor 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
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image 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 HW Monitor Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hwmonitor_get_analog_inputs - HW Monitor获取模拟输入电压功能。

  • hwmonitor_get_temperature - HW Monitor获取温度功能。

  • hwmonitor_set_config - HW Monitor设置配置功能。

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 HW Monitor Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the HW Monitor Click board™.
 * The demo application monitors analog voltage inputs and local temperature data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * The initialization of the I2C module, log UART and additional pins.
 * After the driver init, the app executes a default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * This example displays the Analog Voltage Inputs (IN0-IN6) [mV] 
 * and Temperature [degree Celsius] data.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hwmonitor.h"

static hwmonitor_t hwmonitor;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hwmonitor_cfg_t hwmonitor_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.
    hwmonitor_cfg_setup( &hwmonitor_cfg );
    HWMONITOR_MAP_MIKROBUS( hwmonitor_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == hwmonitor_init( &hwmonitor, &hwmonitor_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HWMONITOR_ERROR == hwmonitor_default_cfg ( &hwmonitor ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void application_task ( void ) 
{
    static float temperature, voltage;
    for ( uint8_t in_pos = 0; in_pos < 7; in_pos++ )
    {
        if ( HWMONITOR_OK == hwmonitor_get_analog_inputs( &hwmonitor, in_pos, &voltage ) )
        {
            log_printf( &logger, "IN %d: %.1f mV\r\n", ( uint16_t ) in_pos, voltage );
            Delay_ms( 100 );
        }
    }
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    if ( HWMONITOR_OK == hwmonitor_get_temperature ( &hwmonitor, &temperature ) )
    {
        log_printf( &logger, " Temperature: %.3f [deg c]\r\n", temperature );
        Delay_ms( 100 );
    }
    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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