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通过结合Monarch Go调制解调器和STM32F446RE创建您的蜂窝物联网启用平台

简化生活的适配器

Monarch Adapter Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Monarch Adapter Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

请通过这个适配器解决方案原型化一个物联网应用,并使用 Monarch Go 调制解调器和 SIM 卡将其发送到云端。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Monarch Adapter Click是一个适配器Click板,旨在帮助客户成功集成和测试基于Monarch Go的应用程序。此Click适配器通过串行UART接口与您的设备通信,并可以使用Verizon LTE网络与云服务器交换数据。Monarch Go LTE-M调制解调器的UART和GPIO引脚连接到电平转换器的一侧,而另一侧(Shifted)连接到相应的mikroBUS™ UART和GPIO引脚。然而,Monarch Go LTE-M调制解调器系列模块被设计为传统的DCE设备(数据通信设备),提供完整的UART引脚计数,包括硬件流控制引脚(CTS,RTS)。这些引脚被路由到

mikroBUS™ CS(RTS)和INT引脚(CTS),如果需要硬件流控制,则可以在MCU软件中使用。Monarch Go LTE-M调制解调器的数字部分由1.8V内部供电,因此必须对连接主机MCU与模块的通信总线进行处理。Monarch Adapter Click通过Rohm Semiconductor的BH18PB1WHFV LDO稳压器提供内部1.8V,从其内部LDO稳压器输出所需的参考电压,用于TXB0106的一侧,这是一款6位双向电平转换器和电压转换器,带有自动方向感测,来自Texas Instruments。电平转换器的另一侧的参考电压来自板载的VCC SEL SMD跳线,用于选

择mikroBUS™电源轨,具体取决于所使用的MCU类型及其逻辑电压级别要求。Monarch GO和Monarch GO-GPS已在Verizon网络(LTE频段13)上获得认证,并具有全球频段支持的路线图。蝴蝶模块不作为Click板™包的一部分提供。有关模块功能的更多信息,请阅读Monarch GO模块规格。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压级别操作。通过这种方式,既可以使用3.3V又可以使用5V的MCU可以正确使用通信线路。然而,Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Monarch Adapter Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F446RE 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 STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

131072

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

蝴蝶Go为您提供一体化的物联网连接解决方案。这款全面的LTE-M调制解调器组件对设备制造商来说是一个改变游戏规则的产品,为其提供了最快的上市路径和最低的总拥有成本(TCO)。蝴蝶Go消除了设计和调谐蜂窝天线的复杂性,这要归功于其内置的优化LTE天线,由Verizon认证。蝴蝶Go专为无缝集成而设计,配备了预安装的ThingSpace IoT SIM卡,确保在Verizon网络上轻松连接。只需插入即可使用,无需复杂的设置。该设备采用紧凑设计,尺寸为35mm x 50mm x 14.95mm,非常适合对空间要求严格的物联网应用。作为主要数据和AT命令接口的高速UART,蝴蝶Go便于与第三方云服务进行轻松连接。

Monarch Adapter Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Ring signal
PC0
AN
Reset
PC12
RST
UART RTS
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
UART CTS
PC14
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
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

Monarch Adapter 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 STM32F446RE 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 Monarch Adapter Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • monarch_send_command - 发送命令函数

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 MonarchAdapter Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from Monarch Adapter clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and checks the module firmware revision.
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks EPS Network Registration Status (+CEREG) every 3 seconds.
 * 
 * ## Additional Function
 * - monarchadapter_process ( ) - The general process of collecting data the module sends.
 * 
 * @note
 * Monarch GO and Monarch GO-GPS are certified for use on the Verizon network (LTE band 13) 
 * with roadmap for global band support. Monarch module is not delivered as part of 
 * the Click board package. For more information about module features please read 
 * Monarch GO module specification.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "monarchadapter.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_COUNTER 50
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 600
#define PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE 600

#define MONARCH_CMD_AT    "AT"
#define MONARCH_CMD_ATE1  "ATE1"
#define MONARCH_CMD_ATI   "ATI"
#define MONARCH_CMD_ATI1  "ATI1"
#define MONARCH_CMD_CEREG "AT+CEREG?"

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

static monarchadapter_t monarchadapter;
static log_t logger;

static char current_parser_buf[ PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ];

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void monarchadapter_process ( void )
{
    int32_t rsp_size;
    uint16_t rsp_cnt = 0;
    
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint16_t check_buf_cnt;   
    uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;
    
    // Clear parser buffer
    memset( current_parser_buf, 0 , PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ); 
    
    while( process_cnt != 0 )
    {
        rsp_size = monarchadapter_generic_read( &monarchadapter, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

        if ( rsp_size > 0 )
        {  
            // Validation of the received data
            for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ )
            {
                if ( uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] == 0 ) 
                {
                    uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] = 13;
                }
            }
            
            // Storages data in parser buffer
            rsp_cnt += rsp_size;
            if ( rsp_cnt < PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE )
            {
                strncat( current_parser_buf, uart_rx_buffer, rsp_size );
            }
            
            process_cnt = 3;
            // Clear RX buffer
            memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
        } 
        else 
        {
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_100ms( );
        }
    }
    
    if ( rsp_cnt > 0 )
    {
        log_printf( &logger, "%s", current_parser_buf );
        log_printf( &logger, "-----------------------------------\r\n" );
    }
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    monarchadapter_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.

    monarchadapter_cfg_setup( &cfg );
    MONARCHADAPTER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    monarchadapter_init( &monarchadapter, &cfg );

    monarchadapter_power_on( &monarchadapter );
    
    monarchadapter_send_command( &monarchadapter, MONARCH_CMD_AT );
    monarchadapter_process( );
    monarchadapter_send_command( &monarchadapter, MONARCH_CMD_ATE1 );
    monarchadapter_process( );
    monarchadapter_send_command( &monarchadapter, MONARCH_CMD_ATI );
    monarchadapter_process( );
    monarchadapter_send_command( &monarchadapter, MONARCH_CMD_ATI1 );
    monarchadapter_process( );
}

void application_task ( void )
{
    monarchadapter_send_command( &monarchadapter, MONARCH_CMD_CEREG );
    monarchadapter_process( );
    Delay_ms( 3000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

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