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30 分钟

使用PTA3043-2015CPB103和STM32F446RE体验参数调整的未来

滑动至精确:我们的机械滑块电位器提升控制

Slider 2 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Slider 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

我们致力于为您的项目提供精密和可靠的滑动电位器,实现无缝调整和控制,适用于广泛的用途。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Slider 2 Click 基于 Bourns 公司的 PTA3043,这是一款线性、高级别的 10K 电位计。该电位计的行程为 30 毫米。长行程的滑动式触点使得移动更加精确,并且结合高品质的制造工艺,可以轻松调节所需的电压。这种类型的电位计也被称为滑块,因此这个 Click Board™ 被命名为 Slider 2 Click。电位计中间有一个小凹槽,当到达中心位置时可以提供触觉反馈。电位计连接在 VREF 和 GND 之间,起到电压分压器的作用。它的触点输出电压范围为 0 到 4.096V,取决于其位置。所使用的电位计是线性的,因此其触点电位随其位置呈线性变化。电压参考(VREF)来自于 Microchip 公司的 MCP1501,这是一款高精度电压参考 IC。该 IC 的主要目的是提供和保持非常精确的 4.096V 电压。其电压参考足够准确,可满足

大多数应用的要求,在这些应用中,Slider 2 click 的模拟输出可以作为控制电压信号(CV)。输出信号经过一款名为 OPA344 的轨至轨、低功耗运算放大器进行缓冲,该运算放大器由德州仪器生产。经过缓冲的输出信号通过 mikroBUS 的 AN 引脚传递,该引脚在此 Click Board 上标记为 VO,因此可以轻松地被主机微控制器单元(MCU)的内部 A/D 转换器采样。大多数 MCU 都具有 A/D 外设,可以使用 4.096 作为满幅值的参考电压(PIC 8 位系列是一个很好的例子)。然而,有很多情况下 2.048V 更加适合,所以这个 Click Board 提供了选择:如果 RSL 引脚处于高电平,则 N 型 MOSFET 会打开,另一个电阻将被引入电路。在缓冲运算放大器输入处形成电压分压器,将电位计的最大值减半,将其最大值降低到 2.048V。当 RSL 引

脚上的逻辑电平为低时,N 型 MOSFET 将保持关闭,因此电压分压器的第二个电阻保持隔离。这将导致 Click Board 的 VO 引脚上出现电位计的全电压范围,范围从 0 到 4.096V 最大。MCP1501 IC 具有 #SHDN 引脚,用于在设置为低逻辑电平时关闭 IC。当此引脚设置为低逻辑电平时,电压参考输出将关闭,因此在 VO 引脚上不会出现电压变化。通过启用 MCP1501,电压参考再次建立,因此 Click Board 可以提供电压范围从 0 到 4.096V 的模拟信号,或者如果 RSL 引脚设置为高逻辑电平,则为从 0 到 2.048V 的范围。建议使用 EN 引脚设置为低逻辑电平启动 Click Board,以使 MCP1501 的内部电源达到其工作值。

Slider 2 Click top side image
Slider 2 Click bottom side image

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。

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

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™。

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
MCP1501 Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
Reference Voltage Selection
PC8
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

Slider 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F446RE MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 front image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
EEPROM 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU 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 Slider 2 Click 驱动程序的 API。

Key functions:

  • slider2_enable - 此函数设置 EN 引脚的所需状态

  • slider2_set_reference - 此函数设置 RSL 引脚的所需参考电压

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 Slider2 Click example
 * 
 * # Description
 * This click utilizes potentiometer with long travel distance of the wiper 
 * witch allows more accurate movements and combined with the high-quality 
 * manufacturing process it allows to dial-in the desired voltage with ease.
 * Its wiper terminal outputs voltage in the range from 0 to 4.096V. 
 * The used potentiometer is linear, so the wiper potential changes linearly with its position.
 * 
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver init and ADC init.
 * 
 * ## Application Task  
 * Read Slider data value and this data logs to USBUART every 500ms.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "slider2.h"

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

static slider2_t slider2;
static log_t logger;


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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    slider2_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.

    slider2_cfg_setup( &cfg );
    SLIDER2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    slider2_init( &slider2, &cfg );
    slider2_default_cfg( &slider2);

}

void application_task ( void )
{
    slider2_data_t tmp;
    
    //  Task implementation.
    
    tmp = slider2_generic_read ( &slider2 );
    log_printf( &logger, "** ADC value : [DEC]- %d, [HEX]- 0x%x \r\n", tmp, tmp );
    
    Delay_ms( 500 );

}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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