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使用 2765 和 STM32F103RB 实现平稳而精确的运动控制

引导您走向成功

Joystick 3 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Joystick 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

执行所有方向的完整运动范围

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Joystick 3 Click基于2765,这是来自Adafruit Industries的高质量迷你2轴模拟类型拇指摇杆。这种类型的摇杆具有自动居中功能,可以在释放摇杆时立即居中。它还包含一个舒适的杯型黑色旋钮/帽子,给人一种拇指摇杆的感觉,使其非常类似于PSP摇杆上的“模拟”摇杆,适用于众多应用作为人机界面。它包括两个10kΩ电位器,一个用于上/下,另一个用于左/右方向,用作双可调电压分压器,在控制杆

形式中提供2轴模拟输入。随着摇杆完全组装并运行,电压将随着拇指摇杆的移动而变化。需要测量电位器阻值变化以读取摇杆的物理位置。因此,使用MCP3204,这是来自Microchip的12位A/D转换器,将摇杆与mikroBUS™连接,使用与SPI协议兼容的简单串行接口来确定摇杆的X和Y的值。由于MCP3204的分辨率为12位,每个模拟通道(轴)上的值可以从0变化到4095。因此,如

果摇杆沿X轴从一端移动到另一端,则X值将从0变化到4095,当沿Y轴移动时会发生类似的事情。摇杆停留在其中心位置的值约为2048。此外,MCP3204可进行高达100ksps的转换速率。此Click板™只能从3.3V逻辑电压电平操作。因此,在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压转换。然而,此Click板配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Joystick 3 Click top side image
Joystick 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F103RB 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 STM32F103RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M3

MCU 内存 (KB)

128

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
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
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Joystick 3 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 STM32F103RB 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

软件支持

库描述

该库包含 Joystick 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • joystick3_read_raw_adc - 该函数通过使用SPI串行接口读取X和Y轴的原始ADC值。

  • joystick3_get_angle - 该函数通过原始ADC值计算并返回摇杆的角度(以度为单位),用于X和Y轴。

  • joystick3_get_position - 该函数通过原始ADC值计算并返回摇杆的位置标志,用于X和Y轴。

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 Joystick 3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the joystick 3 Click board by reading
 * and displaying the raw ADC for X and Y axis, as well as the joystick angle and position
 * calculated from those ADC readings.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the raw ADC measurements for X and Y axis, and calculates the joystick angle and position
 * from those readings. The results will be displayed on the USB UART approximately every 100ms.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "joystick3.h"

static joystick3_t joystick3;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    joystick3_cfg_t joystick3_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.
    joystick3_cfg_setup( &joystick3_cfg );
    JOYSTICK3_MAP_MIKROBUS( joystick3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == joystick3_init( &joystick3, &joystick3_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t raw_x, raw_y;
    if ( JOYSTICK3_OK == joystick3_read_raw_adc ( &joystick3, &raw_x, &raw_y ) )
    {
        log_printf ( &logger, " RAW X: %u\r\n RAW Y: %u\r\n", raw_x, raw_y );
        log_printf ( &logger, " Joystick angle: %.1f degrees\r\n", joystick3_get_angle ( raw_x, raw_y ) );
        log_printf ( &logger, " Joystick position: " );
        switch ( joystick3_get_position ( raw_x, raw_y ) )
        {
            case JOYSTICK3_POSITION_NEUTRAL:
            {
                log_printf ( &logger, "NEUTRAL" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_UP:
            {
                log_printf ( &logger, "UP" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_UPPER_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "UPPER-RIGHT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "RIGHT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_LOWER_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "LOWER-RIGHT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_DOWN:
            {
                log_printf ( &logger, "DOWN" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_LOWER_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "LOWER-LEFT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "LEFT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_UPPER_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "UPPER-LEFT" );
                break;
            }
            default:
            {
                log_printf ( &logger, "UNKNOWN" );
                break;
            }
        }
        log_printf ( &logger, "\r\n\n" );
        Delay_ms ( 100 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

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资源

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