初学者
10 分钟

通过结合三个TL3215系列触觉开关和STM32F446RE,在工业环境中实现精确控制和操作确认

简单有效的触觉开关集成

Button 3 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Button 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

通过高性能触觉开关,在消费电子、工业设备和汽车系统中实现可靠的触觉输入控制

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Button 3 Click 基于三个触觉开关,属于 E-Switch 的 TL3215 系列触觉开关。每个特定开关都有几个关键特性,其部件编号为 TL3215AF160BQ/TL3215AF160RQ/TL3215AF160GQ。部件编号中的 “TL” 表示它属于 TL 系列,以其高可靠性和一致性能著称。型号“3215” 是其坚固结构和设计的证明。它包括一个 2mm 的执行器选项(‘A’),确保精确和响应操作。‘F160’ 表示 160gf 的动作力,提供了既不太硬也不太软的平衡触觉反馈,从而防止意外按压,同时保持用户友好性。‘B/R/G’ 表示开关的蓝色/红色/绿色,使其易于识别,而‘Q’ 表示使用银触点材料,以其优良的导电性和耐久性著称。在规格方面,这些开关的电气额定值为 50mA,12VDC,其电气和机械寿命为 1,000,000 次循环,确

保了在各种应用中的长寿命和可靠性。起始接触电阻最大为 100mΩ,而绝缘电阻在 500VDC 时为 100MΩ,突出其优异的电气隔离性能。该开关还具有 250VAC 1 分钟的介电强度,并在 -40°C 到 85°C 的温度范围内高效运行。触点布置为单刀单掷(SPST),提供简洁的开关功能。此外,该版本的集成 LED 在 20mA 的正向电流下工作,典型的正向电压为 3V,典型的光强度为 100mcd,确保了开关状态的清晰可见。这种 Click board™ 采用支持新推出的 MIKROE 功能 “Click Snap” 的独特格式设计。与标准化版本的 Click boards 不同,此功能使主要传感器区域可以通过折断 PCB 变为可移动,开辟了许多新的实现可能性。由于 Snap 功能,开关可以通过直接访问标记为 1-8 的引脚信号自主运行。此外,Snap 部分

包括指定和固定的螺孔位置,使用户能够在所需位置固定 Snap 板。Button 3 Click 使用 I2C 接口通过 TCA6408A 端口扩展器与主机 MCU 通信。此端口扩展器允许控制所有按钮及其控制信号,包括专用于检测按钮按压的信号(每当触觉开关激活时向主机 MCU 提供中断信号(INT))和控制 TL3215 上 LED 的信号。除了 I2C 接口引脚外,端口扩展器还使用复位(RST)引脚和用于 I2C 地址选择的跳线,ADDR SEL。此 Click board™ 可以选择通过 VCC SEL 跳线使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。因此,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易用功能的库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

Button 3 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
Reset
PC12
RST
ID COMM
PB12
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

Button 3 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
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 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

软件支持

库描述

该库包含 Button 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • button3_toggle_red_led - 此函数通过切换RK引脚的逻辑状态来切换红色按钮LED。

  • button3_toggle_green_led - 此函数通过切换GK引脚的逻辑状态来切换绿色按钮LED。

  • button3_toggle_blue_led - 此函数通过切换BK引脚的逻辑状态来切换蓝色按钮LED。

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 Button 3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Button 3 Click board by toggling a button
 * LED and its switch state on a button press.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Toggles a button LED and its switch state on a button press and displays the state
 * on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "button3.h"

static button3_t button3;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    button3_cfg_t button3_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    button3_cfg_setup( &button3_cfg );
    BUTTON3_MAP_MIKROBUS( button3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == button3_init( &button3, &button3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BUTTON3_ERROR == button3_default_cfg ( &button3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf ( &logger, " Press button to change switch state\r\n\n" );
    log_printf ( &logger, " RED SWITCH OFF\r\n\n" );
    log_printf ( &logger, " GREEN SWITCH OFF\r\n\n" );
    log_printf ( &logger, " BLUE SWITCH OFF\r\n\n" );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t red_switch_state = BUTTON3_SWITCH_OFF;
    static uint8_t green_switch_state = BUTTON3_SWITCH_OFF;
    static uint8_t blue_switch_state = BUTTON3_SWITCH_OFF;
    uint8_t switch_state = BUTTON3_SWITCH_OFF;

    if ( BUTTON3_PIN_STATE_LOW == button3_get_int_pin ( &button3 ) )
    {
        if ( ( BUTTON3_OK == button3_get_red_button ( &button3, &switch_state ) ) && 
             ( BUTTON3_BUTTON_PRESSED == switch_state ) )
        {
            button3_toggle_red_led ( &button3 );
            red_switch_state ^= BUTTON3_SWITCH_ON;
            if ( BUTTON3_SWITCH_ON == red_switch_state )
            {
                log_printf ( &logger, " RED SWITCH ON\r\n\n" );
            }
            else
            {
                log_printf ( &logger, " RED SWITCH OFF\r\n\n" );
            }
        }
        if ( ( BUTTON3_OK == button3_get_green_button ( &button3, &switch_state ) ) && 
             ( BUTTON3_BUTTON_PRESSED == switch_state ) )
        {
            button3_toggle_green_led ( &button3 );
            green_switch_state ^= BUTTON3_SWITCH_ON;
            if ( BUTTON3_SWITCH_ON == green_switch_state )
            {
                log_printf ( &logger, " GREEN SWITCH ON\r\n\n" );
            }
            else
            {
                log_printf ( &logger, " GREEN SWITCH OFF\r\n\n" );
            }
        }
        if ( ( BUTTON3_OK == button3_get_blue_button ( &button3, &switch_state ) ) && 
             ( BUTTON3_BUTTON_PRESSED == switch_state ) )
        {
            button3_toggle_blue_led ( &button3 );
            blue_switch_state ^= BUTTON3_SWITCH_ON;
            if ( BUTTON3_SWITCH_ON == blue_switch_state )
            {
                log_printf ( &logger, " BLUE SWITCH ON\r\n\n" );
            }
            else
            {
                log_printf ( &logger, " BLUE SWITCH OFF\r\n\n" );
            }
        }
        Delay_ms ( 100 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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