初学者
10 分钟

使用IN-PC20TBT5R5G5B和STM32L073RZ创建动态色彩效果、LED显示和环境照明设置

用于各种创意和商业照明项目的10x10“智能”RGB LED矩阵

10x10 RGB 2 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

10x10 RGB 2 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

打造色彩鲜艳、可定制的 LED 显示屏和照明系统,完美适用于动态视觉效果和环境照明。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

10x10 RGB 2 Click 基于 Inolux 的 IN-PC20TBT5R5G5B,这是一款集成了 IC 的 RGB LED。10x10 RGB 2 Click 的核心是一个由 100 个“智能”RGB LED 组成的动态网格,配置成一个紧凑的 10x10 显示屏。这些 LED 因其双线传输能力而突出,包含一个三通道 (RGB) 智能控制电路用于驱动和照明。值得注意的功能包括信号解码模块、数据缓冲系统、内置恒流电路和 RC 振荡器。整个解决方案是为各种应用量身定制的,如基于 LED 的显示屏、生动的 LED 灯串和环境场景照明。IN-PC20TBT5R5G5B 采用 CMOS 

技术制造,确保最低电压要求和减少功耗。它支持 256 级灰度的 PWM 调光和 32 级亮度控制。板上的 RGB LED 各色具有不同的特性:红色 LED 的波长范围为 620-630nm,光强度在 100-200mcd 之间,绿色 LED 的波长范围为 520-530nm,亮度为 300-500mcd,蓝色 LED 的波长范围为 460-475nm,光强度在 50-100mcd 之间。这些二极管设计为仅在从 mikroBUS™ 5V 电源轨获取的 5V 电源上工作。为适应这一点,它们的控制通过德州仪器的双向电压电平转换器 LSD0102 进行管理。此设计选择确保了与 3.3V 

和 5V MCU 的兼容性,增强了板子的多功能性。这些二极管的一个特殊功能是存在两个输出信号,即数据和时钟,这些信号通过板后部的 5V 和 GND 测试点旁边的测试点进行路由。此 Click board™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 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。

10x10 RGB 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,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。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

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
NC
NC
RST
ID COMM
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
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

10x10 RGB 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 front image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
EEPROM 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 10x10 RGB 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • c10x10rgb2_write_char - 此函数以 8x8 字体大小写入一个 ASCII 字符。

  • c10x10rgb2_write_string - 此函数以 8x8 字体大小通过向左滚动字符来写入文本字符串。

  • c10x10rgb2_draw_picture - 此函数在屏幕上绘制一个 10x10 像素的图片。

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief 10x10 RGB 2 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the 10x10 RGB 2 click board by showing
 * a practical example of using the implemented functions.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Displays digits 0-9 first, then writes RGB chars and demonstrates the rotation of characters.
 * After that, scrolls the text, displays the MIKROE logo image, and showcases a rainbow demo.
 * All data is logged on the USB UART where you can track the program flow.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c10x10rgb2.h"
#include "c10x10rgb2_resources.h"

static c10x10rgb2_t c10x10rgb2;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    c10x10rgb2_cfg_t c10x10rgb2_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.
    c10x10rgb2_cfg_setup( &c10x10rgb2_cfg );
    C10X10RGB2_MAP_MIKROBUS( c10x10rgb2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == c10x10rgb2_init( &c10x10rgb2, &c10x10rgb2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( C10X10RGB2_ERROR == c10x10rgb2_default_cfg ( &c10x10rgb2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, " Writing digits\r\n\n" );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_MAROON, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_ROTATION_V_0 );
    for ( uint8_t digit = '0'; digit <= '9'; digit++ )
    {
        c10x10rgb2_write_char ( &c10x10rgb2, digit );
        Delay_ms ( 500 );
    }

    log_printf( &logger, " Writing RGB chars\r\n\n" );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_RED, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_ROTATION_V_0 );
    c10x10rgb2_write_char ( &c10x10rgb2, 'R' );
    Delay_ms( 1000 );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_COLOR_GREEN, C10X10RGB2_ROTATION_V_0 );
    c10x10rgb2_write_char ( &c10x10rgb2, 'G' );
    Delay_ms( 1000 );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_BLUE, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_ROTATION_V_0 );
    c10x10rgb2_write_char ( &c10x10rgb2, 'B' );
    Delay_ms( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " Rotating char\r\n\n" );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_PURPLE, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_ROTATION_V_0 );
    c10x10rgb2_write_char ( &c10x10rgb2, 'R' );
    Delay_ms( 500 );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_PURPLE, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_ROTATION_H_180 );
    c10x10rgb2_write_char ( &c10x10rgb2, 'R' );
    Delay_ms( 500 );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_PURPLE, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_ROTATION_V_180 );
    c10x10rgb2_write_char ( &c10x10rgb2, 'R' );
    Delay_ms( 500 );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_PURPLE, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_ROTATION_H_0 );
    c10x10rgb2_write_char ( &c10x10rgb2, 'R' );
    Delay_ms( 500 );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_PURPLE, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_ROTATION_V_0 );
    c10x10rgb2_write_char ( &c10x10rgb2, 'R' );
    Delay_ms( 500 );
    
    log_printf( &logger, " Writing text\r\n\n" );
    c10x10rgb2_set_pen ( &c10x10rgb2, C10X10RGB2_COLOR_OLIVE, C10X10RGB2_COLOR_BLACK, C10X10RGB2_ROTATION_V_0 );
    c10x10rgb2_write_string ( &c10x10rgb2, "MIKROE 10x10 RGB 2", 50 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " Drawing MIKROE logo\r\n\n" );
    c10x10rgb2_draw_picture ( &c10x10rgb2, c10x10rgb_img_mikroe );
    Delay_ms( 2000 );

    log_printf( &logger, " Rainbow demo\r\n\n" );
    c10x10rgb2_demo_rainbow ( &c10x10rgb2, 10, 10, 500 );
    Delay_ms( 500 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

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