初学者
10 分钟

使用COM-09032和STM32F410RB实现精确自然的控制

提升您的HMI体验

THUMBSTICK Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

THUMBSTICK Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

实现游戏控制台和手柄的精确模拟控制,增强游戏体验,或者满足需要精确控制输入的应用,如机器人学或无人机导航系统。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Thumbstick Click基于Sparkfun的COM-09032,这是一款高品质的2轴模拟型拇指杆。这种类型的拇指杆具有自动居中功能(弹簧回位),使其在释放时能够自动居中。它还包含一个舒适的杯状黑色旋钮/帽子,使其感觉像一个拇指杆,非常类似于流行游戏机(如PSP)手柄上使用的“模拟”摇杆。这个特性使它适用于众多应用作为人机界面。它由两个10kΩ电位器组成,一个用于上/下,另一个用于左/右方向,作为双可调电压分压器,在控制杆形式中提供2轴模拟输入。随

着拇指杆完全组装并工作,电压将随着拇指杆的移动 而变化。需要测量电位器阻值变化来读取拇指杆的物理位置。这就是为什么MCP3204,一款Microchip公司提供的具有高达100ksps转换速率的12位A/D转换器,通过与SPI协议兼容的简单串行接口连接拇指杆与mikroBUS™插座,以确定摇杆的X和Y的值。由于MCP3204的分辨率为12位,每个模拟通道(轴)上的值可以从0变化到4095。因此,如果杆在X轴上从一端移动到另一端,则X值将从0变化到4095,当沿Y轴移

动时也会发生类似的情况。拇指杆保持在中心位置的值大约为2048。此外,拇指杆具有一个按键功能,通过mikroBUS™插座的INT线向主机MCU发送中断信号。这个Click板™可以通过SMD跳线选择3.3V和5V逻辑电压电平运行。这样,3.3V和5V功能的MCU都可以正确使用通信线路。但是,Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

THUMBSTICK Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB 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 STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

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
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC14
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

THUMBSTICK 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 STM32F410RB 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

这个库包含Thumbstick Click驱动的API。

关键函数:

  • thumbstick_button_state - 获取拇指杆按钮状态的函数

  • thumbstick_get_position - 通过轴函数获取拇指杆位置

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 Thumbstick Click example
 * 
 * # Description
 * The demo application shows clickboard axis postioning and button pressed.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization of click board's and log's objects.
 * 
 * ## Application Task  
 * It reads the position of the thumbstick,
 *  - You will get data on log on every change of thumbstick axis position, or if you hold 
 *      thumbstick in one postion it will repeat the same log when timer reaches timeout.
 *  - You will get data on log whenever you press thumbstick button and release it.
 * 
 * \author Luka Filipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thumbstick.h"

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

static thumbstick_t thumbstick;
static log_t logger;


static uint8_t old_butt_state;
static uint8_t button_state;

static thumbstick_position_t old_pos;
static thumbstick_position_t thumbstick_pos;

static uint16_t timer_cnt;
#define TIMER_FLAG 1000

static bool change_state;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    thumbstick_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.

    thumbstick_cfg_setup( &cfg );
    THUMBSTICK_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    thumbstick_init( &thumbstick, &cfg );
    
    thumbstick_set_sensitivity( POSTION_SENS_DEFAULT );
    
    thumbstick_get_position( &thumbstick, &old_pos );
    old_butt_state = thumbstick_button_state( &thumbstick );
    timer_cnt = 0;
    change_state = false;
}

void application_task ( void )
{
    //Button pressed
    button_state = thumbstick_button_state( &thumbstick );

    if ( old_butt_state != button_state )
    {
        if ( button_state == THUMBSTICK_PRESS_BUTTON )
        {
            log_printf( &logger, ">> Button is pressed \r\n" );
            Delay_ms( 100 );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, ">> Button is released \r\n" );
            Delay_ms( 100 );
        }
        old_butt_state = button_state;
    }

    //Thumbstick postion
    thumbstick_get_position( &thumbstick, &thumbstick_pos );
    
    if ( ( old_pos.vertical != thumbstick_pos.vertical ) || ( timer_cnt >= TIMER_FLAG ) )
    {
        if ( thumbstick_pos.vertical == THUMBSTICK_POSITION_TOP )
        {
            log_printf( &logger, ">> TOP \r\n" );
            change_state = true;
        }
        else if ( thumbstick_pos.vertical == THUMBSTICK_POSITION_BOTTOM )
        {
            log_printf( &logger, ">> BOTTOM \r\n" );
            change_state = true;
        }
        
        old_pos = thumbstick_pos;
    }
    
    if ( (old_pos.horizontal != thumbstick_pos.horizontal ) || ( timer_cnt >= TIMER_FLAG )  )
    {
        if ( thumbstick_pos.horizontal == THUMBSTICK_POSITION_LEFT )
        {
            log_printf( &logger, ">> LEFT \r\n" );
            change_state = true;
        }
        else if ( thumbstick_pos.horizontal == THUMBSTICK_POSITION_RIGHT )
        {
            log_printf( &logger, ">> RIGHT \r\n" );
            change_state = true;
        }
        
        old_pos = thumbstick_pos;
    }
    
    if ( ( timer_cnt >= TIMER_FLAG ) || ( change_state == true )  )
    {
        timer_cnt = 0;
        change_state = false;
    }
    
    timer_cnt++;
    Delay_ms( 1 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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