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重新定义您的SPI信号电平转换体验,使用STM32F410RB

无缝SPI信号逻辑电平转换

LLC-SPI Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

LLC-SPI Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

从概念到实施,我们的SPI信号逻辑电平转换器简化了复杂的电压转换挑战,为您的项目提供了所需的精确性、适应性和控制,从而实现了出色的结果。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LLC SPI Click 不使用任何集成电路,正如之前提到的那样。完全避免集成电路带来了一些好处:LLC 电路的整体成本大大降低,更强大的 MOSFET 解决方案降低了故障率,并且在停电时,低电压端和高电压端彼此隔离(通过非导电 MOSFET)。这种类型的电路有时被称为电平转换电路,通常在一个 SPI 设备(通常是传感器集成电路)的通信使用不同的逻辑电压级别时,需要与控制器设备进行转换,而

控制器设备在大多数情况下是微控制器(MCU)。这种电路的转换是双向的,使其适用于 SPI 通信协议。SPI 协议是由摩托罗拉在上世纪80年代首次引入的。该电路分为低端和高端部分供以后参考,但是,电压电平的升降级都是可能的。可以通过使用标记为 VCC SEL 的 SMD 跳线器选择高端的参考电压。高端的上拉电压可以从 mikroBUS™ 电源轨选择,因此可以是 3.3V 或 5V。对于低端,可以

在 J1 头的 VSL 引脚上应用任意的参考电压,以尊重最大电压额定值以及上述条件。J1 是标准的 2.54mm 针式头。SPI 相关的低端引脚也路由到 J1 头,允许连接外部设备(使用标准的线跳线)。正如上文所述,低端实际上可以使用比主设备更高的电压电平,但在大多数使用场景中,它将低于主设备,因此上文中使用的术语。

LLC-SPI Click top side image
LLC-SPI 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
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
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LLC-SPI 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
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

此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:

  • Application Output - 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。

软件支持

库描述

这个库包含了 LLC-SPI Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • llcspi_generic_write - LLC SPI 写入

  • llcspi_generic_read - LLC SPI 读取

  • llcspi_generic_transfer - LLC SPI 传输

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 llcspi Click example
 * 
 * # Description
 * This application is converter for logic signals.
 *
 * The demo application is composed of two sections : 
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization device init
 * 
 * ## Application Task  
 * Counter passes through the loop and logs the value of the counter on the bargraph display
 * 
 * *note:* 
 * Connection between BarGraph and LLC-SPI is made through SPI interface.
 * You can connect a BarGraph click to LLC-SPI click with the wires to make connection between click boards.
 * We use the BarGraph click to demonstrate the functions of the LLC-SPI click.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "llcspi.h"

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

static llcspi_t llcspi;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    llcspi_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.

    llcspi_cfg_setup( &cfg );
    LLCSPI_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    llcspi_init( &llcspi, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t convert;
    uint8_t tmp[ 2 ];
    uint8_t cnt;

    // BarGraph display
    for ( cnt = 0; cnt <= 10; cnt++ )
    {
        convert  = ( uint16_t ) ( ( 1 << cnt ) - 1 );
        tmp[ 1 ] = ( convert & 0x00FF );
        tmp[ 0 ] = ( convert & 0xFF00 ) >> 8;
    
        llcspi_generic_write( &llcspi, tmp, 2 );
        
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

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

额外支持

资源

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