初学者
10 分钟

使用TMP117和STM32F103RB,体验无忧的温度数据采集和分析

使用我们的温度解决方案,保持冷静,保持知情

Thermo 11 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Thermo 11 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

我们的解决方案使您能够自信且轻松地应对与温度相关的挑战,从食品安全到气候控制。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Thermo 11 Click基于德州仪器的TMP117,这是一款具有2线接口的高精度温度传感器IC。由于大多数测量电路已经集成在TMP117传感器上,Click板™本身的组件数量相对较少。I2C/SMBus兼容的串行接口线路和INT引脚(也在开漏配置中工作)由板载电阻上拉。2线线路路由到mikroBUS™的相应I2C线路(SCK和SDA),而INT引脚路由到mikroBUS™的INT引脚。传感器IC使用I2C/SMBus兼容通信接口。有十个寄存器,用于设置高低温限值、中断事件的温度滞后、存储所有工作参数的配置寄存器、保存采样温度数据的只读寄存器等。有关所有寄存器的更多信息,请参阅TMP117数据手册。不过,提供的库包含简化Thermo 11 Click使用的函数。附带的应用示例展示了它们的功能,可以作为自定义设计的参考。来自热传感器的模拟信号由内部ADC转换器采样,分辨率为16

位。由于高分辨率ADC,步长可以小至0.0078°C,具体取决于测量温度范围。用户可以配置设备报告多个温度转换的平均值,以减少转换结果中的噪声。设备累积这些转换结果,并在过程结束时报告所有收集结果的平均值。INT引脚用于触发主机MCU上的中断事件。该引脚具有可编程极性:可以通过在配置寄存器中设置POL位将其设置为高逻辑电平或低逻辑电平。由于Click板™具有上拉电阻,建议将极性设置为断言状态驱动引脚至低逻辑电平。采用特殊机制减少误报警触发。该机制包括在温度超过限值的循环中排队。ALERT引脚可以设置为两种不同模式:比较器模式和热模式。在比较器模式下,只要超过温度限值,此引脚就会被触发。INT引脚保持断言状态,直到温度下降到滞后水平以下。两个值都在相应的温度寄存器(限值和滞后)中设置。此模式适用于类似恒温器的应用:可用于在过

热时关闭系统或在温度足够低时关闭冷却风扇。如果设置为热模式,当温度超过高限值寄存器中的值时,INT引脚将保持断言状态。当温度下降到滞后水平以下时,INT引脚将被清除。此模式用于在生成中断事件时触发主机MCU上的中断,MCU应读取传感器。设备可以设置为几种不同的电源模式。它可以设置为连续采样温度测量,可以设置为单次模式,也可以设置为保持在关机模式。关机模式消耗最少的电量,保持除通信部分外的所有内部部分不供电。单次模式允许设备保持在关机模式,根据需要运行单个转换周期,然后返回到关机模式。这可以降低功耗。Click板™本身的设计减少了其他组件的热辐射,这些组件可能会影响传感器的环境温度读数。板载的SMD跳线标记为VCC SEL,允许选择与3.3V和5V MCU接口的电压。

Thermo 11 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

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

Thermo 11 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 STM32F103RB 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 Thermo 11 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • thermo11_get_temp - 获取温度函数

  • thermo11_sw_reset - 软件重置命令

  • thermo11_set_temp - 设置温度函数

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \file 
 * \brief Thermo11 Click example
 * 
 * # Description
 * The application measures temperature
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C serial interface and performs a software reset command
 * and device configurations.
 * 
 * ## Application Task  
 * Waits until data was ready and conversion cycle was done, and then reads 
 * the temperature and status data. The both data will be sent to the uart terminal with the limit status messages.
 *
 * *note:* 
 * The temperature that can be measured or written to the registers is in range from -256 to 255.9921875 Celsius degrees.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thermo11.h"

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

static thermo11_t thermo11;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    thermo11_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.

    thermo11_cfg_setup( &cfg );
    THERMO11_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    thermo11_init( &thermo11, &cfg );

    thermo11_sw_reset( &thermo11 );

    thermo11_default_cfg( &thermo11 );
    
    log_printf( &logger, "** Thermo 11 is initialized ** \r\n" );
    log_printf( &logger, "************************************************ \r\n \r\n" );
    
    Delay_ms( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t response_check;
    float temperature;
    
    response_check = thermo11_get_int(  &thermo11 );
    while ( response_check == THERMO11_FLAG_IS_CLEARED )
    {
        response_check = thermo11_get_int( &thermo11 );
    }

    temperature = thermo11_get_temp(  &thermo11, THERMO11_TEMPERATURE_REG );
    response_check = thermo11_check_status( &thermo11 );
    
    log_printf( &logger, "*Temperature is: %.2f \r\n", temperature );

    
    if ( ( response_check & THERMO11_HIGH_ALERT_FLAG ) != THERMO11_FLAG_IS_CLEARED )
    {
        log_printf( &logger, "*HIGH limit detection! \r\n" );
    }
    if ( ( response_check & THERMO11_LOW_ALERT_FLAG ) != THERMO11_FLAG_IS_CLEARED )
    {
         log_printf( &logger, "*LOW limit detection! \r\n" );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。