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30 分钟

使用MAX11300和STM32F103RB体验最前沿的混合信号转换

PIXI - 可编程混合信号输入/输出

PIXI Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

PIXI Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

凭借其20通道功能和多功能的PIXI™技术,我们的解决方案赋予工程师创造需要高性能混合信号数据转换的复杂系统的能力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

PIXI Click基于Analog Devices的MAX11300。该IC的主要特点是专有的PIXI™技术。PIXI™是Programmable mIXed signal In/Out的缩写,是一种允许非常灵活地路由数字和模拟信号的技术。MAX11300 IC具有20个可配置的混合信号I/O端口。每个端口都可以独立配置为DAC输出、ADC输入、GPI、GPO或模拟开关终端。每个配置都有可由用户控制的参数。该设备还具有内部和外部温度传感器,精度为±1˚C。设备使用SPI Mode 0接口与控制器进行通信,时钟高达20MHz。MAX11300设备具有12位逐次逼近(SAR)ADC模块,可以对单个端口上的信号进行采样,最高达400Ksmp/S。与该设备的所有段一样,它也提供了极大的灵活性;信号可以是单极性或双极性的。每个ADC配置的端口可以编程为四种输入电压范围之一:0V到+10V、-5V到

+5V、-10V到0V和0V到+2.5V。有两个参考电压输入,但也可以使用内部参考电压2.5V。CNVT#引脚可以触发转换,路由到mikroBUS™的PWM引脚。此引脚必须保持低电平至少0.5µs才能触发转换。有几种转换模式,包括对单个端口进行采样或对所有配置的ADC端口进行扫描。ADC也提供了平均值功能。它可以对ADC配置的端口的读数进行2、4、8、16、32、64或128个转换结果的块平均。缓冲DAC转换器也是12位的,可以在单个端口上输出高达25Ksmp/s。DAC的输出级配备了驱动器,可以在输出上提供±10V和高电流能力,使用专用电源(PIXI™标头的AVDDIO、AVSSIO引脚)。DAC模块还可以使用内部或外部参考电压。PIXI™路由的灵活性还允许通过利用ADC模块监视DAC配置的端口。所有DAC端口都受到过电流保护,此类事

件可以在INT引脚上产生中断,路由到mikroBUS™上的INT#引脚。每个PIXI™端口都可以配置为通用输入或通用输出引脚(GPI/GPO)。当设置为GPI引脚时,可通过其数据寄存器将可编程阈值设置为0到AVDD电压。可以通过这种方式感知到上升沿、下降沿或两者之间的事件,从而生成中断。GPO引脚可以具有编程的高逻辑电平,最多可达DAC参考电压的四倍。主机可以通过相应的GPO数据寄存器设置GPO配置的端口的逻辑状态。结合GPI和GPO配置的端口,可以形成单向和双向电平转换器路径,从而允许构建各种电平转换器。双向电平转换器使用相邻的引脚对构建,并且用作开漏驱动器,因此应使用上拉电阻来实现适当的电压水平。

PIXI Click hardware overview 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
ADC Trigger Control
PC8
PWM
Interrupt
PC14
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

PIXI 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
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PIXI Click驱动程序的API。

关键函数:

  • pixi_write_reg - 通用写函数

  • pixi_read_reg - 通用读函数

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 Pixi Click example
 * 
 * # Description
 * This example showcases how to initialize, configure and use the Pixi Click moduel. The Click
 * features Maxim Integrated's versatile, proprietary PIXI™ technology - the industry's first
 * configurable 20-channel mixed-signal data converter. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * This function initializes and configures the Click and logger modules. After the initial setup
 * a device id check is performed which will stop the module if the check fails. Additional con-
 * figurating is done in the default_cfg(...) function.
 * 
 * ## Application Task
 * This function sets the output signal on port 0 to different values every second. 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pixi.h"

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

static pixi_t pixi;
static log_t logger;

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

void application_init ( )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    pixi_cfg_t cfg;
    uint32_t res;

    /** 
     * 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 ----" );
    Delay_ms ( 100 );

    //  Click initialization.

    pixi_cfg_setup( &cfg );
    PIXI_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    pixi_init( &pixi, &cfg );

    //  Device ID check.

    pixi_read_reg( &pixi, PIXI_REG_DEVICE_ID, &res );
    if ( res != 1060 )
    {
        log_printf( &logger, "ERROR : WRONG DEVICE ID!\r\n" );
        for( ; ; );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "Driver Init - DONE!\r\n" );
    }

    //  Default configuration.

    pixi_default_cfg( &pixi );
}

void application_task ( )
{
    pixi_write_reg( &pixi, PIXI_REG_GPO_DATA, 0x1 );
    log_printf( &logger, "Led on\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    pixi_write_reg( &pixi, PIXI_REG_GPO_DATA, 0 );
    log_printf( &logger, "Led off\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    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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