在时间飞行和流量计应用中实现无与伦比的准确性,特别是在零流和低流量测量中。
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硬件概览
它是如何工作的?
TDC Click基于德州仪器的TDC7200,这是一款用于激光雷达(LIDAR)和超声波时间飞行(ToF)应用的时间到数字转换器。这款秒表IC测量了一个称为飞行时间(在START信号上的边缘)和多个随后事件(在STOP信号上的边缘)之间的时间,这些事件被带到标记为START和STOP的板载SMA连接器上。用户还可以将此Click板™与包含TDC1000(超声波模拟前端)的外部板配对,成为用于测量水、气体和热流量计等的完整超声波传感解决方案的一部分。TDC7200具有内部自校准的时间基准,可补偿随时间和温度的漂移,用于以皮秒级准确度测量时间。当处于自主多周
期平均模式时,TDC7200可优化为低系统功耗。主机可以进入睡眠状态以节省电源,TDC可以在测量序列完成后唤醒它。TDC7200还具有外部参考时钟,用于精确校准内部时间基准。设备内部的所有数字电路也使用此参考时钟;因此,在启用设备时,时钟必须可用且稳定。出于这个原因,有可能选择连接到迷你同轴N.FL系列连接器的外部时钟,或者通过板载8MHz晶体选择内部时钟,该晶体可以通过路由到mikroBUS™插座的AN引脚上的OEN引脚激活。选择可以通过标记为CLK SEL的板载SMD跳线到适当的位置标记为EXT和INT来执行。TDC7200通过最大频率为
20MHz的标准SPI串行接口与MCU通信。此外,它还使用了几个额外的GPIO引脚,例如路由到mikroBUS™插座的RST引脚上的EN引脚,用作TDC7200中所有数字电路的复位;路由到PWM引脚的TRG引脚,用作开始测量触发器;以及INT引脚,用于确定TDC测量完成。此Click板™只能使用3.3V逻辑电压级别运行。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压级别转换。但是,Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64搭载STM32F030R8 MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO®
Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,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。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用
连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
64
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
8192
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 TDC Click 驱动程序的 API。
关键功能:
tdc_cfg_setup
- 配置对象初始化函数。tdc_init
- 初始化函数。tdc_default_cfg
- Click默认配置函数。
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 Tdc Click example
*
* # Description
* This library contains an API for the TDC Click driver.
* This demo application shows the use of a TDC Click board™.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initialization of SPI module and log UART.
* After driver initialization, the app set default settings and
* the configures the measurement ( set the pulse to 100 us ).
*
* ## Application Task
* This is an example that shows the use of a TDC Click board™.
* In this example, after the START signal, the app sends 3 STOP signals per 100 microseconds.
* The application reads and displays the value of Time, Clock count and
* Time-of-Flight values of three performed measurements.
* Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
*
* @author Nenad Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "tdc.h"
static tdc_t tdc;
static tdc_t tdc_pulse;
static log_t logger;
static uint16_t pulse_us;
static uint8_t count_stop;
static uint8_t num_stops;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
tdc_cfg_t tdc_cfg; /**< Click config object. */
tdc_cfg_t tdc_cfg1;
static uint8_t cal_periods;
static uint8_t avg_cycles;
static uint8_t sel_mode;
/**
* 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.
tdc_cfg_setup( &tdc_cfg );
TDC_MAP_MIKROBUS( tdc_cfg, MIKROBUS_1 );
tdc_cfg_setup( &tdc_cfg1 );
TDC_MAP_MIKROBUS( tdc_cfg1, MIKROBUS_2 );
err_t init_flag = tdc_init( &tdc, &tdc_cfg );
init_flag |= tdc_init( &tdc_pulse, &tdc_cfg1 );
if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag )
{
log_error( &logger, " Application Init Error. " );
log_info( &logger, " Please, run program again... " );
for ( ; ; );
}
tdc_default_cfg ( &tdc );
log_info( &logger, " Application Task " );
Delay_ms( 100 );
cal_periods = 10;
avg_cycles = 1;
num_stops = 3;
sel_mode = 1;
pulse_us = 100;
count_stop = 1;
tdc_setup_measurement( &tdc, cal_periods, avg_cycles, num_stops, sel_mode );
log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
Delay_ms( 100 );
}
void application_task ( void )
{
static uint32_t p_time[ 5 ];
static uint32_t p_clock_count[ 5 ];
static uint32_t p_tof[ 5 ];
tdc_start_measurement( &tdc );
while ( tdc_get_trg( &tdc ) == 0 );
tdc_gen_pulse( &tdc_pulse, pulse_us, num_stops );
while ( tdc_get_interrupt( &tdc ) == 1 );
tdc_get_measurement( &tdc, TDC_MCU_CLOCK_MODE_168_MHZ, count_stop, p_time, p_clock_count, p_tof );
log_printf( &logger, " Time[ 0 ] = %lu\r\n", p_time[ 0 ] );
log_printf( &logger, " Time[ 1 ] = %lu\r\n", p_time[ 1 ] );
log_printf( &logger, " Time[ 2 ] = %lu\r\n", p_time[ 2 ] );
log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
log_printf( &logger, " Clock count[ 0 ] = %lu\r\n", p_clock_count[ 0 ] );
log_printf( &logger, " Clock count[ 1 ] = %lu\r\n", p_clock_count[ 1 ] );
log_printf( &logger, " Clock count[ 2 ] = %lu\r\n", p_clock_count[ 2 ] );
log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
log_printf( &logger, " TOF[ 0 ] = %u us\r\n", p_tof[ 0 ] );
log_printf( &logger, " TOF[ 1 ] = %u us\r\n", p_tof[ 1 ] );
log_printf( &logger, " TOF[ 2 ] = %u us\r\n", p_tof[ 2 ] );
log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
Delay_ms( 1000 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END