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30 分钟

使用LM48100Q-Q1和STM32F103RB体验前所未有的音乐

准备摇滚吧!

StereoAmp Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

StereoAmp Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

通过将先进的音频放大器集成到您的嵌入式解决方案中,走在竞争前沿。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

StereoAmp Click基于两个LM48100Q芯片,这是来自德州仪器的Boomer单声道音频功率放大器,具有输出故障检测和音量控制功能。放大器的输入可以混合/多路复用到设备的输出。每个输入都有自己独立的32级音量控制。每个放大器都具有短路和热保护、先进的点击和爆音抑制以及高PSRR。StereoAmp Click配备了一个3.5mm音频插孔作为输入,以及两对螺丝端子作为输出,用于连接无源扬声器。每个放大器用于一个声道,左声道或右声道。放大器设计为差分驱动负载,这种配置更为人熟知的是桥联负载(BTL)。BTL是一种输出配置,

其中扬声器连接(桥接)在两个音频放大器输出之间。在单端配置中,负载的一侧连接到地。这里两个声道都连接了,但一个声道具有反相信号。与单端配置相比,BTL在负载(扬声器)上具有两倍的电压摆动。加倍的电压摆动意味着向扬声器提供四倍的功率。这对于由于电池大小而具有较低供电电压的应用和设备是理想的。输出故障检测系统可以感知负载条件,保护设备在短路事件期间,并检测开路条件。LM48100Q-Q1输出故障诊断通过I2C接口控制。此外,IC具有可通过I2C选择的低功率关断模式,将设备关闭,将电流消耗降至

0.01μA。StereoAmp Click使用标准的只写2-Wire I2C接口与主机MCU通信,支持高达400KHz的时钟速率。有两个故障检测引脚,根据左声道或右声道标记为FLL和FLR。如果发生故障条件,这些引脚将变为逻辑低电平。这个Click板™可以使用通过PWR SEL跳线选择的3.3V或5V逻辑电压电平进行操作。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线。然而,Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

StereoAmp 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

Left Channel Fault Detection
PC0
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
Right Channel Fault Detection
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

StereoAmp 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

这个库包含了StereoAmp Click驱动程序的API。

关键函数:

  • stereoamp_set_power_on - 通过写入StereoAmp Click上的LM48100Q-Q1芯片的Mode Control寄存器地址,将两个通道的电源打开。

  • stereoamp_set_volume - 通过写入StereoAmp Click上的LM48100Q-Q1芯片的Volume Control寄存器地址,设置两个通道的音量。

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 StereoAmp Click example
 * 
 * # Description
 * This is an example which demonstrates the use of StereoAmp Click board -
 * stereo amplifier and is ideal for battery operated devices or as a lab amplifier.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Application Init performs Logger and Click initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * This examples first set volume level 20 of 31 ( gain: 1,5 dB ) for 10 seconds. 
 * After that, we increase the volume to level 10 ( gain: -13,5 dB ) for the next 10 seconds. 
 * Results are being sent to the UART Terminal where you can track their changes.
 *  
 * \author Mihajlo Djordjevic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stereoamp.h"

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

static stereoamp_t stereoamp;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    stereoamp_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 ----" );
    Delay_ms ( 500 );

    //  Click initialization.

    stereoamp_cfg_setup( &cfg );
    STEREOAMP_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    stereoamp_init( &stereoamp, &cfg );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " ---  StereoAmp Click --- \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    stereoamp_default_cfg( &stereoamp );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "         Power  On        \r\n" );
    stereoamp_set_power_on( &stereoamp );
    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "     Set Volume: -80dB    \r\n" );
    stereoamp_set_volume( &stereoamp, STEREOAMP_GAIN_NEG_80dB );
    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "       Enable Fault       \r\n" );
    stereoamp_enable_fault( &stereoamp );
    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "     Enable Diagnostic    \r\n" );
    stereoamp_enable_diagnostic( &stereoamp );
    Delay_ms ( 500 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, " -- Initialization done --\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 500 );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " -----  Play  Music ----- \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, "        Gain 1.5 dB        \r\n" );
    stereoamp_set_volume( &stereoamp, STEREOAMP_GAIN_1_5dB );
    Delay_ms ( 10000 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "        Gain -13.5 dB      \r\n" );
    stereoamp_set_volume( &stereoamp, STEREOAMP_GAIN_NEG_13_5dB );
    Delay_ms ( 10000 );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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