初学者
10 分钟

使用RK1191110001和STM32F103RB提供可靠且精确的电压输出控制

确保即使是最微小的调整也能被精确数字化并反映在电压输出中

POT 3 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

POT 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

将物理POT调整转换为精确的电压参考输出,适用于工业和业余爱好者设置中的敏感项目,在这些项目中,易用性和可靠性至关重要。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

POT 3 Click基于MCP1501,这是Microchip提供的精密电压参考IC,用于提供2.048V的电压。该电压被引至标有VREF SEL的小型SMD跳线。通过将跳线移动到2V位置,将2.048V应用到电位器的一端。否则,电位器将连接到mikroBUS™的3.3V电源轨。电位器的另一端连接到GND,允许选择从0V到VREF(从0到2.048V或从0到3.3V范围)的电压。可调电压可在mikroBUS™的AN引脚和MCP3201的+输入引脚上获得。电位器本身标有RK1191110001。这是来自Alps Alpine的高品质电位器。该公司以其在许多行业中使用的高品质电机

组件而闻名。电位器具有碳基电阻表面,电阻为10kΩ。它是一种单圈线性电位器,当处于中间位置时,电阻的50%被实现。其旋转旋钮不固定:电位器具有15mm的轴和与之匹配形状的旋钮,包含在Click board™的包装中。电位器的输出被馈送到OPA344的非反相输入端,这是来自德州仪器的轨到轨单电源运算放大器。这款运算放大器是这个设计的完美选择,因为它允许轨到轨运算,使用5V的单电源,并具有稳定的单位增益。OPA344用作缓冲器,提供恒定的输入和输出阻抗。没有缓冲器,可变阻抗会影响参考电压。参考电压IC可以提供少

于10mA的电流,超过2mA的输出电流会导致明显的电压下降。因此,OPA344确保电路的良好稳定性。这个Click board™的第二部分由MCP3201 IC组成,这是来自Microchip的众所周知的12位ADC。电位器的末端连接在GND和VREF之间,而来自游标的缓冲电压连接到MCP3201的IN+引脚。VREF也连接到MCP3201的参考电压输入引脚。这样,无论选择的VREF电压如何,始终使用ADC的整个范围。MCP3201的SPI线路已经引出到mikroBUS™上,以便MCU可以轻松读取值。

POT 3 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

Analog Output
PC0
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
NC
NC
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

POT 3 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 这个库包含了POT 3 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • pot3_read_adc - 该函数读取AD转换的结果。

  • pot3_read_avg_adc - 该函数读取AD转换的平均结果。

  • pot3_get_vout - 该函数返回计算为毫伏的VOUT值。

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 Pot3 Click example
 * 
 * # Description
 * This application reads voltage value, calculates it to millivolts and then 
 * logs it to the uart terminal.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes devices module.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads VOUT value calculated to millivolts with 2000 conversions
 * included in one measurement cycle.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pot3.h"

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

static pot3_t pot3;
static log_t logger;

static uint16_t voltage_mv;
static uint16_t voltage_old;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    pot3_cfg_t pot3_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.

    pot3_cfg_setup( &pot3_cfg );
    POT3_MAP_MIKROBUS( pot3_cfg, MIKROBUS_1 );
    pot3_init( &pot3, &pot3_cfg );

	voltage_old = 0;
}

void application_task ( void )
{
	voltage_mv = pot3_get_vout( &pot3, POT3_VREF_2V, 2000);
	
	if (voltage_mv != voltage_old)
	{
		log_printf(&logger, " VOUT : %d mV\r\n", voltage_mv);
	}

	voltage_old = voltage_mv;
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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