中级
10 分钟

使用MCP4921和STM32G071RB通过可操作的数据和洞察减少噪音污染

及时响应噪音相关问题

Noise Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Noise Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

我们的噪声检测解决方案旨在识别和减轻具有破坏性的噪音,促进更加安静和平的环境。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Noise Click基于MCP4921,这是一款来自Microchip的带有SPI接口的12位DAC。这款单通道DAC具有全轨到轨输出、快速设置时间和450KHz的乘法器模式。Noise Click上的MCP4921将阈值设置为12位分辨率步进,从0到4096。该Click board™通过DB Unlimited的MM034202-11模拟MEMS麦克风接收环境中的噪音。它具有全向性方向性,灵敏度约为-42dB,信噪比为59dB,并在100至10000Hz的频率范围内工作。此Click board™还包括两个MCP6022,这是一款来自Microchip的轨到轨输入/输出10MHz运算放大器。这些运算放大器具有宽带宽高达

10MHz、低噪声、低输入失调电压和低失 真。第一个MCP6022处理麦克风信号。然后,放大的电压通过LTC1966,这是一款来自Analog Devices的精密微功耗Δ∑ RMS到 DC转换器。该转换器具有与输入电压无关的恒定带宽、灵活的轨到轨输入和输出,并且比传统的对数反对数类似的RMS到DC转换器更精确。经过LTC1966处理后,信号进入第二个运算放大器,它作为电压比较器,从中产生中断信号。为了避免在周围噪音接近阈值时每秒触发数百次中断,还使用了滞后电路。为此,Noise Click配备了MAX6106,这是一款来自Analog Devices的低成本、微功

耗低压降、高输出电流的2.048V电压参考。 Noise Click使用SPI串行接口通过  mikroBUS™插座与主机MCU通信。 LTC1966 RMS到DC转换器可以通过mikroBUS™插座上的EN引脚的HIGH逻辑状态关闭。无论使能引脚的逻辑状态如何,电压水平仍然可以通过AN引脚进行监测。当环境噪音达到设定阈值时,中断INT引脚被拉高。这款Click board™只能使用3.3V逻辑电压级别操作。在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须对板进行适当的逻辑电压级别转换。此外,它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。

Noise Click top side image
Noise Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB 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 STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

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

Analog Output
PC0
AN
Enable
PC12
RST
SPI Chip Select
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
Interrupt
PC14
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

Noise 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 STM32G071RB 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

这个库包含了Noise Click驱动程序的API。

关键函数:

  • noise_set_cmd_reg - 设置命令寄存器

  • noise_set_state - 开启或关闭Click

  • noise_read_an_pin_voltage - 读取AN引脚的AD转换结果,并将其转换为相应的电压水平

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 
 * \brief Noise click example
 * 
 * # Description
 * This example performs an ambient noise monitoring using the Noise click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Device initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the voltage from AN pin which presents the noise level and displays it
 * on the USB UART every 5ms. If the noise is above predefined threshold
 * (25 percents of max noise, i.e. about 0.4V) an alarm message is being shown.
 * 
 * @note 
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "noise.h"

static noise_t noise;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    noise_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.
    noise_cfg_setup( &cfg );
    NOISE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    noise_init( &noise, &cfg );

    noise_default_cfg( &noise );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage = 0;
    if ( NOISE_OK == noise_read_an_pin_voltage ( &noise, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, "%.3f\r\n", voltage );
    }
    if ( noise_check_int_pin( &noise ) )
    {
        log_printf( &logger, " Sound overlimit detected!\r\n" );
    }
    Delay_ms ( 5 );
}

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
/*!
 * \file 
 * \brief Noise click example
 * 
 * # Description
 * This example performs an ambient noise monitoring using the Noise click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Device initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the voltage from AN pin which presents the noise level and displays it
 * on the USB UART every 5ms. If the noise is above predefined threshold
 * (25 percents of max noise, i.e. about 0.4V) an alarm message is being shown.
 * 
 * @note 
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "noise.h"

static noise_t noise;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    noise_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.
    noise_cfg_setup( &cfg );
    NOISE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    noise_init( &noise, &cfg );

    noise_default_cfg( &noise );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage = 0;
    if ( NOISE_OK == noise_read_an_pin_voltage ( &noise, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, "%.3f\r\n", voltage );
    }
    if ( noise_check_int_pin( &noise ) )
    {
        log_printf( &logger, " Sound overlimit detected!\r\n" );
    }
    Delay_ms ( 5 );
}

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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。