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通过 MCP251863 和 STM32L073RZ 重新定义汽车通信

数据以闪电般的速度传输

MCP251863 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

MCP251863 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

融合速度和可靠性,我们的高速 CAN FD 收发器在汽车诊断应用中确立了前所未有的标准。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MCP251863 Click 基于 MCP251863,这是一款包含 CAN FD 控制器和高速度 CAN 收发器的 IC,由 Microchip 提供,具有 SPI 接口。高速度 CAN 收发器提供与 CAN 总线的物理连接,而 CAN 控制器则在 MCU 和收发器之间充当接口。CAN 控制器的作用包括提供仲裁、消息框架、消息验证、错误检测、消息过滤等。它还为运行在主机 MCU 上的应用层提供格式化的 CAN 数据。MCP251863 使用 SPI 接口与 MCU 通信,支持高达 5Mbps 的通信速度,并支持正常和待机操作模式。当 mikroBUS™ 插座的 AN 引脚上的 STB 引脚处于低逻辑电平且其传输引脚保持高逻辑电平时,正常模式会被激活。在正常模式下,数据可以通过 CAN H/L 总线线路发送和接收。模式选择可以通过将标有 STBY 的 SMD 跳线设置到标有 

STBY 或 ON 的适当位置来执行。在待机模式下,如果 STBY 跳线设置为 STBY 位置,用户可以通过两种方式激活待机模式,选择是通过将标有 STBY SEL 的 SMD 跳线设置到标有 STBY 或 INT0 的适当位置来实现。这样,可以通过 mikroBUS™ 插座的 STB 引脚或通过连接到 mikroBUS™ 插座的 TX 引脚的 MCP251863 中断信号 IN0 激活待机模式(IN0 引脚也可以用来提醒 MCU 关于 TX 事件)。此外,该 Click board™ 还使用了 mikroBUS™ 插座的几个引脚。MCP251863 的 CLK 引脚连接到 mikroBUS™ 插座的 PWM 引脚,可以为主机 MCU 提供时钟输出或表示帧信号的开始。它由板载芯片振荡器生成的输入时钟派生,板载 SMD 跳线允许在 20MHz 和 40MHz 之间选择频率。此外,它还使用两个中断

引脚,分别连接到 mikroBUS™ 插座的 INT 和 RX 引脚。INT 引脚始终是中断引脚,用于提醒 MCU 启用的中断事件,而 INT1 引脚则在启用这些中断时提醒 MCU 关于 RX 事件。此外,用户可以通过板载连接器直接将外部 TX/RX 信号连接到 CAN FD 收发器和 CAN 总线信号。该 Click board™ 配备了标准的 DB-9 连接器,使与 CAN 总线的接口变得简单易用。该 Click board™ 可以通过 VIO SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压级别操作。这种方式,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,该 Click board™ 配备了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。

MCP251863 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

DB9 公对公 (2米) 电缆对于在设备之间建立可靠的串行数据连接至关重要。该电缆两端均为 DB9 公头连接器,可在各种设备(如计算机、路由器、交换机和其他串行设备)之间建立无缝连接。其长度为2米,在布置您的设备时提供灵活性,同时不影响数据传输质量。该电缆以精确工艺制造,确保数据交换的连续性和可靠性,非常适合工业应用、办公环境和家庭设置。无论是配置网络设备、访问控制台端口,还是使用串行外设,这款电缆的耐用结构和坚固连接器都能保证稳定的连接。2米 DB9 公对公电缆简化了您的数据通信需求,是一个高效的解决方案,旨在轻松高效地满足您的串行连接要求。

MCP251863 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Standby Control
PC0
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
External Sync
PC8
PWM
Interrupt
PC14
INT
TX Interrupt
PA2
TX
RX Interrupt
PA3
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

MCP251863 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 STM32L073RZ 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 MCP251863 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • mcp251863_transmit_message - 发送所需消息并检查消息是否成功发送。

  • mcp251863_receive_message - 接收消息并检查消息是否成功接收。

  • mcp251863_operation_mode_select - 选择操作模式的功能。

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 MCP251863 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an MCP251863 click board by showing
 * the communication between the two click boards configured as a receiver and transmitter.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger, performs the click default configuration and 
 * displays the selected application mode.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected mode, it sends a desired message using CAN protocol or
 * reads all the received data and displays them on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mcp251863.h"

// #define DEMO_APP_TRANSMITTER    // Uncomment this line to switch to the transmitter mode

#define DEMO_TEXT_MESSAGE   "MikroE"

static mcp251863_t mcp251863;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    mcp251863_cfg_t mcp251863_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.
    mcp251863_cfg_setup( &mcp251863_cfg );
    MCP251863_MAP_MIKROBUS( mcp251863_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == mcp251863_init( &mcp251863, &mcp251863_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( MCP251863_ERROR == mcp251863_default_cfg ( &mcp251863 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    if ( MCP251863_OK == mcp251863_transmit_message( &mcp251863, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " The message \"%s\" has been sent!\r\n", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    }
    Delay_ms( 2000 );
#else
    uint8_t data_buf[ 256 ] = { 0 };
    uint16_t data_len = 0;
    if ( MCP251863_OK == mcp251863_receive_message( &mcp251863, data_buf, &data_len ) )
    {
        log_printf( &logger, " A new message has received: \"" );
        for ( uint16_t cnt = 0; cnt < data_len; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", data_buf[ cnt ] );
        }
        log_printf( &logger, "\"\r\n" );
    }
#endif
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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