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使用BH1900NUX和STM32F446RE保持对温度波动的掌控

您可以信赖的温度解决方案

Thermo 13 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Thermo 13 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

了解我们的温度测量解决方案如何帮助您解决温度挑战并提升您的竞争优势。

A

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硬件概览

它是如何工作的?

Thermo 13 Click 基于 BH1900NUX,这是一款具有 2 线接口的高精度温度传感器 IC,来自 ROHM 半导体公司。 Click board™ 本身组件数量相对较少,因为大部分测量电路已经集成在 BH1900NUX 传感器中。 I2C 兼容的串行接口线与 INT 引脚(也可以在开漏配置中工作)通过板载电阻上拉。 2 线线路被引导到 mikroBUS™ 的相应 I2C 线路(SCK 和 SDA),而传感器 IC 的 ALERT 引脚被引导到 mikroBUS™ 的 INT 引脚。 传感器 IC 使用 I2C 兼容的通信接口。 有五个寄存器,用于设置高低温限值、用于中断事件的温度滞后、用于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,请参见 BH1900NUX 数据表。 但是,提供的库包含简化 Thermo 13 Click 使用的功能。 包含的应用示例展示了它们的功能,可以用作自定义设计的参考。 热传感器的模拟信号由内部 ADC 转换器采样。 由于高分辨率 

ADC,步长可以小至 0.0625°C。 INT 引脚用于在主 MCU 上触发中断事件。 该引脚具有可编程极性:可以通过设置配置寄存器中的 POL 位将其设置为 HIGH 逻辑电平或 LOW 逻辑电平。 由于 Click board™ 具有上拉电阻,建议将极性设置为使断言状态将引脚驱动到 LOW 逻辑电平。 采用特殊机制减少误触发 ALERT。 该机制包括在温度限制超出时的循环排队。 ALERT 引脚可以设置为以两种不同的模式工作:比较器模式和恒温器模式。 在比较器模式下,每当温度限制被超出时,该引脚将被触发。 INT 引脚保持断言状态,直到温度降至滞后水平以下。 两个值都设置在相应的温度寄存器(限制和滞后)中。 这种模式对于类似恒温器的应用很有用:在过热的情况下,它可以用于关闭系统电源,或者在温度足够低时关闭冷却风扇。 如果设置为在恒温器模式下工作,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。 当温度降至滞后水平以下

时,INT 引脚将被清除。 这种模式用于在主 MCU 上触发中断,当生成中断事件时,主 MCU 应读取传感器。 设备可以设置为在几种不同的电源模式下工作。 它可以设置为连续采样温度测量,可以设置为关闭模式。 关闭模式消耗最少的电量,使除通信部分外的所有内部部分都断电。 这允许较低的功耗。 Click board™ 本身的设计是减少其他组件的热辐射,这可能会影响传感器的环境温度读数。 板载 SMD 跳线标记为 VCC SEL,允许电压选择以与 3.3V 和 5V MCU 接口。 Thermo 13 Click 支持 I2C 通信接口,使其可以与各种不同的 MCU 一起使用。 从属 I2C 地址可以通过 SMD 跳线配置,标记为 A0、A1 和 A2。 它们用于设置 I2C 地址的后三位。 该 Click Board™ 设计为只能在高达 3.3V 的逻辑电平下操作。 在使用 5V MCU 操作 Click board™ 之前,应进行适当的逻辑电压电平转换。

Thermo 13 Click hardware overview 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

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
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Thermo 13 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 STM32F446RE 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
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

该库包含 这个库包含了Thermo 13 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • thermo13_set_temp_limit - 设置温度限制寄存器

  • thermo13_get_temp_limit - 获取温度寄存器

  • thermo13_get_ambient_temperature_data - 环境温度数据

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 Thermo13 Click example
 * 
 * # Description
 * The application measures temperature
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver init, configures the module and
 * reads the temperature Limit LOW/HIGH values that are set.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads ambient temperature data and this data logs to USBUART every 1500ms.
 *
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thermo13.h"

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

static thermo13_t thermo13;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    thermo13_cfg_t cfg;
    
    float temp_limit_low;
    float temp_limit_high;

    /** 
     * 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

    thermo13_cfg_setup( &cfg );
    THERMO13_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    thermo13_init( &thermo13, &cfg );

    // Configuration 
   
    thermo13_configuration( &thermo13, THERMO13_CFG_CONTINUOUS_MEASUREMENT |
                            THERMO13_CFG_FAULT_QUEUE_1 |
                            THERMO13_CFG_ALERT_ACTIVE_HIGH |
                            THERMO13_CFG_INTERRUPT_IS_ACTIVE |
                            THERMO13_CFG_WAIT_TIME_X16 );

        
    // Temperature Register
   
    log_printf( &logger, " --- Temperature register data --- \r\n \r\n" );

    temp_limit_low = thermo13_get_temp_limit ( &thermo13, THERMO13_REG_TEMPERATURE_LIMIT_LOW );
    log_printf( &logger, " --- Temp - Limit LOW : %.2f C \r\n ", temp_limit_low );

    temp_limit_high = thermo13_get_temp_limit ( &thermo13, THERMO13_REG_TEMPERATURE_LIMIT_HIGH );
    log_printf( &logger, " --- Temp - Limit HIGH :  %.2f C \r\n \r\n  ", temp_limit_high );
    
    log_printf( &logger, " --- Ambient temperature measurement --- \r\n " );

}

void application_task ( void )
{
    float temperature;

    temperature = thermo13_get_ambient_temperature_data ( &thermo13, THERMO13_TEMP_IN_CELSIUS );
    log_printf( &logger, "** temperature %.2f ** \r\n", temperature );
    log_printf( &logger, " ----------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1500 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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