通过我们创新的RMS到DC电压转换器体验信号处理的突破,准确的电压转换提供实时洞察,对高级数据分析至关重要。
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硬件概览
它是如何工作的?
RMS to DC Click基于Analog Devices的LTC1968,这是一款精确的RMS到DC转换器,具有宽输入信号带宽。该IC使用专有的Δ-Σ计算技术,实现了高线性的DC电压输出,与输入信号的RMS成正比。RMS通常与交变信号相关。此Click板™能够测量双极和单极周期性交变信号的RMS,频率范围广泛。RMS(均方根)用于描述输入信号的功率:电流的RMS值等于在电阻负载上产生相同热量的直流电流值。因此,了解信号的RMS值通常很重要。RMS to DC Click允许测量周期重复信号的RMS值。正如前面提到的,LTC1968在输入端提供高精度和线性转换,将RMS值转换为输出端的恒定电压。由于LTC1968的创新σ-Δ转换技术,这种恒定电压直接依赖于输入信号的RMS值。由于高输
出电压线性,只需要一个滤波电容器,不需要其他补偿元件。LTC1968的输出电压被送到模数转换器(ADC)。为了进行电压到数字的转换,RMS to DC Click使用Microchip的MCP3221,这是一款带I2C接口的12位ADC。该ADC使用其电源引脚上的电压作为转换参考。这简化了Click板™的电路图,允许参考电压随着ADC的电源电压变化。通信逻辑电压水平以及ADC电源电压可以通过将标记为VCC SEL的SMD跳线切换到3V3位置或5V位置来更改。请注意,这将导致参考ADC电压相应变化。在计算输出值时应考虑到这一点。输入信号可以连接到双极输入信号连接器。由于差分输入,LTC1968 IC接受双极和单极信号。负差分输入用作此Click板™上的参考输入,因此相对于GND偏置为
2.5V,而正差分输入通过100nF电容耦合,仅处理输入信号的交流部分。这允许施加±2.5V范围内的信号输入。RMS to DC Click还具有一个#ENABLE引脚,用于在电源敏感应用中启用或禁用LTC1968。该引脚通过电阻拉低到低电平逻辑,因此默认情况下IC是启用的。用户可以通过将#ENABLE引脚拉高到高电平逻辑来禁用IC。该引脚连接到CS引脚,并在此Click板™上标记为EN。由于LTC1968 IC的整体电路简单性,ADC直接输出输入信号的RMS值。然而,Click板™配备了符合mikroSDK的库,其中包含简化开发的函数,几乎允许通过一行代码读取RMS数据。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F446RE 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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
512
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
131072
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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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
该库包含用于RMS to DC Click驱动程序的API。
关键功能:
rms2dc_read_adc
- ADC读取功能rms2dc_vout_adc
- 获取输出电压功能rms2dc_enable
- 启用功能
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 RmstoDc Click example
*
* # Description
* This application convert the RMS of the input signal into a DC voltage.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes I2C interface and turns ON the device.
*
* ## Application Task
* Reads DC output voltage calculated to mV and
sends results to the serial terminal.
*
* Note : The input voltage frequency should be in the range from 50Hz to 250kHz.
* Also the input voltage amplitude must be lower than 5V.
* In this conditions the device can convert the RMS signal, in every form, to DC signal.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rmstodc.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static rmstodc_t rmstodc;
static log_t logger;
static uint16_t out_volt_dc;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
rmstodc_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.
rmstodc_cfg_setup( &cfg );
RMSTODC_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
rmstodc_init( &rmstodc, &cfg );
rms2dc_enable( &rmstodc, RMS2DC_DEVICE_EN );
}
void application_task ( void )
{
out_volt_dc = rms2dc_vout_adc( &rmstodc, RMS2DC_VCC_3V3 );
log_printf(&logger,"%u mV\n",out_volt_dc);
Delay_ms( 500 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END