中级
30 分钟

使用MPRLS0025PA00001A和STM32F103RB获取精确的压力数据

超越表计:数字传感器重新定义精确度

Pressure 8 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Pressure 8 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

无论您是在制造业还是在研究领域,我们的数字压力传感器都能为您提供在竞争激烈的世界中脱颖而出的优势。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Pressure 8 Click基于Honeywell的MPRLS0025PA00001A,这是一款精确的补偿绝对压力传感器。该传感器提供了一系列非常有用的功能。其最显著的特点是高精度和通过I2C接口输出补偿的24位值的能力。这个MPR系列传感器集成了一个ASIC(特定应用集成电路)和压阻硅压力传感器。得益于集成的ASIC,该传感器可以在0 psi到25 psi(约172 kPa)和0 °C到50 °C的温度范围内输出24位补偿测量值。由于硅胶保护层,它可以与多种液体介质一起使用。MPRLS0025PA00001A传感器的外壳由不锈钢制成,防止生锈。传感器内的所有电子元件都受到硅胶保护,允许传感器与各种液体介质一起使用。它可以用于测量高达25 psi(约172 kPa)的绝对压力值。然而,传感器可以承受高达60 psi(约414 kPa)的过压,而不会造成永久性损坏。允许的绝对最大压力为120 psi(约825 kPa)。将传感器暴露于绝对最大压力将永久损坏它,并且将

不再功能正常。超过此点的压力将物理性地破坏传感器,导致可能的泄漏。有一系列常见于此类传感器的误差,会影响其精度。术语“总误差带”(TEB)在MPRLS0025PA00001A传感器的数据手册中使用,以更好地说明其精度,考虑所有的压力测量误差,并将它们组合成一个参数。数据手册指定传感器的TEB为±1.5。它还提供了一个传递函数,可以用于基于通过I2C接口提供的24位结果计算输出压力值。转换命令通过I2C接口发送后的第一个字节是状态寄存器的内容。它包含一个BUSY标志(第5位)以及其他状态位。它指示转换结束,因此软件应轮询状态字节并等待此位重置。另一种更简单的方法是使用EOC(转换结束)引脚,该引脚路由到mikroBUS™ INT引脚,在此Click板™上标记为EOC。此引脚允许编写更简单的软件例程,使用EOC引脚触发主微控制器(MCU)上的中断。此引脚上的高电平逻辑表明转换已完成。最后,用户可以在

转换完成前等待至少5ms,然后再发出另一个命令。传感器的RES引脚用于执行硬件复位。此引脚路由到mikroBUS™ RST引脚,在此引脚上施加逻辑低电平脉冲将复位传感器IC。它通过板载电阻拉到高电平,防止主MCU上的相应引脚三态时传感器不受控制地复位。EOC事件也通过一个标记为READY的LED可视化指示。该LED提供有关转换状态的视觉反馈:当点亮时,表示转换已结束,可以通过I2C接口检索测量转换数据。Pressure 8 Click由兼容mikroSDK的功能库支持,封装了所有必要的转换和状态检查,直接返回转换为物理单位的测量值。这大大简化和加快了开发过程。该Click板™使用I2C通信接口。它有连接到mikroBUS™ 3.3V轨的上拉电阻。在将Click板™与5V工作电压的MCU一起使用之前,应进行适当的逻辑电压电平转换。

Pressure 8 Click top side image
Pressure 8 Click bottom side 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
Reset
PC12
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
End of Conversion
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Pressure 8 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Pressure 8 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • pressure8_get_pressure - 获取压力数据的功能

  • pressure8_get_device_status - 获取设备状态的功能

  • pressure8_set_psi_range - 设置PSI范围的功能

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 
 * \brief Pressure8 Click example
 * 
 * # Description
 * This application reads pressure data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization device and logger module, reset device and set PSI range.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads pressure data in mBar and logs it on the USB UART once per second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pressure8.h"

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

static pressure8_t pressure8;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    pressure8_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.
    pressure8_cfg_setup( &cfg );
    PRESSURE8_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    pressure8_init( &pressure8, &cfg );

    pressure8_device_reset( &pressure8 );
    pressure8_set_psi_range( &pressure8, 0, 25 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float pressure = 0;
    
    pressure = pressure8_get_pressure( &pressure8, PRESSURE8_DATA_IN_MBAR );
    log_printf( &logger, " Pressure: %.1f mBar\r\n", pressure );

    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

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。