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基于 VCNL3036X01 和 STM32F410RB 的近距离接近传感

非常接近你!

Proximity 18 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Proximity 18 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

无需接触即可检测附近的物体。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Proximity 18 Click基于Vishay Semiconductors的VCNL3036X01,这是一款近距离数字接近传感器。 VCNL3036X01集成了一个接近传感器、一个多路复用器和一个驱动器,用于板上芯片附近的三个外部LED(绿色LED VLMTG1300和双组IR,以及红色LED VSMD66694),以及光电二极管、放大器和模拟到数字转换电路,全部集成在一个单一的CMOS芯片中。 Proximity 18 Click提供了精确度高达50cm的绝对距离测量。 VCNL3036X01支持各种基本的接近功能设置,如占空比、积分时间、中断、接近使能、禁用和持久性,所有这些都由寄存器配置处理。 除了正常操作模式之外,它还

简化了通过寄存器设置选择的主机的接近检测模式的使用,该模式输出高/低电平,节省了来自主机的负载。 Proximity 18 Click使用标准I2C 2线接口与MCU通信,以读取数据和配置设置,支持最高400kHz的快速模式。 命令寄存器控制所有操作。 简单的命令结构帮助用户轻松地编程操作设置,并锁存来自VCNL3036X01的光数据。 主机MCU可以通过I2C接口轻松访问接近输出数据,无需额外的软件算法。 更进一步的好处是VCNL3036X01还提供了单独高低阈值的可编程中断功能,从而最大程度地利用了MCU资源和功率,路由到mikroBUS™插座上的INT引脚。 如果启用了中断功能,则主机从

VCNL3036X01读取接近输出数据,这样可以节省主机周期性读取接近数据的负载。 不仅如此,中断标志还指示了在不同条件下触发的中断行为。 一旦主机读取了结果,中断就会被清除,距离测量序列可以重复。 这个Click board™可以使用3.3V和5V逻辑电压级别。 需要强调的是,VCNL3036X01只能在3.3V下工作,因此在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须执行适当的逻辑电压级别转换。 5V仅用于为LED提供电源。 但是,Click board™配备了一个包含函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

Proximity 18 Click top side image
Proximity 18 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB 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 STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

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
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Proximity 18 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 STM32F410RB 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
Board mapper by product8 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 Proximity 18 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • proximity18_start_measurement - 函数通过在 PS_CONF3_MS 寄存器中设置单次触发位来启动测量。

  • proximity18_wait_for_data_ready - 函数等待 MPX 数据准备好的中断标志。

  • proximity18_read_proximity - 函数从所有三个传感器中读取接近度数据。

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 main.c
 * @brief Proximity 18 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Proximity 18 click board by reading and 
 * displaying the proximity data on the USB UART.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger, and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the proximity data from 3 sensors in a multiplex mode and displays it on the USB UART 
 * approximately once per second. The higher the proximity value, the closer the detected object is.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "proximity18.h"

static proximity18_t proximity18;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    proximity18_cfg_t proximity18_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    proximity18_cfg_setup( &proximity18_cfg );
    PROXIMITY18_MAP_MIKROBUS( proximity18_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == proximity18_init( &proximity18, &proximity18_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( PROXIMITY18_ERROR == proximity18_default_cfg ( &proximity18 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint16_t ps1_data, ps2_data, ps3_data;
    if ( PROXIMITY18_ERROR == proximity18_start_measurement ( &proximity18 ) )
    {
        log_error ( &logger, " Start measurement." );
        Delay_ms ( 5000 );
    }
    if ( PROXIMITY18_ERROR == proximity18_wait_for_data_ready ( &proximity18 ) )
    {
        log_error ( &logger, " Wait for data ready." );
        Delay_ms ( 5000 );
    }
    if ( PROXIMITY18_ERROR == proximity18_read_proximity ( &proximity18, &ps1_data, &ps2_data, &ps3_data ) )
    {
        log_error ( &logger, " Read proximity." );
        Delay_ms ( 5000 );
    }
    else
    {
        log_printf ( &logger, " PS1 data: %u\r\n", ps1_data );
        log_printf ( &logger, " PS2 data: %u\r\n", ps2_data );
        log_printf ( &logger, " PS3 data: %u\r\n\n", ps3_data );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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