通过实施我们的CMOS模拟多路复用器来优化您的UART接口并简化串行数据通信,该多路复用器允许四个远程RS-232收发器高效共享单个UART连接。
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硬件概览
它是如何工作的?
UART MUX 2 Click基于MAX399,这是一款精确的CMOS模拟多路复用器,可实现来自Analog Devices的伪多路RS232传输。此多路复用器允许多个通道(在本例中为四个)共享单个UART接口。它提供快速的切换速度,转换时间小于250ns,导通电阻小于100Ω,同时保持CMOS逻辑输入兼容性和快速切换。双四对一多路复用器允许MAX3221收发器与连接到Click板™上部标记为UART0-UART3的四个远程收发器形成网络。电路的电源电压范围(3V至5.5V)使其兼容3V和5V逻辑。MAX399直接从MAX3221的电源端子接收电源,其±5.5V输出来自内部电荷泵。多路复用器处
理轨到轨信号,因此从MAX3221获取电源可确保RS232信号无论幅度如何都能直接通过。UART MUX Click通过MAX3221使用UART接口与MCU通信进行数据传输。MAX3221可以以高达250 kbps的数据速率运行,同时保持符合RS232的输出电平。通道选择通过一组特定的GPIO引脚执行,这些引脚标记为A0和A1,分别路由到mikroBUS™插座的CS和RST引脚。例如,选择通道1使得MAX3221可以与UART0通信,而不被UART1至UART3加载。远程收发器内的下拉电阻将未选择的接收器输出强制到已知状态。除了通道选择之外,该Click板™还具有自动关机功
能,当ON和OFF引脚为高电平时可以关闭,该引脚路由到mikroBUS™插座的PWM和AN引脚。此外,它使用mikroBUS™的中断引脚标记为INV作为无效指示器,使与RS232的接口变得简单易用,指示是否存在有效的RS232信号。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电压水平下工作。这样,具有3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板™配有包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64搭载STM32L073RZ 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)
192
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™。
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 UART MUX 2 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
uartmux2_set_operation_mode
- UART MUX 2 设置操作模式函数uartmux2_set_channel
- UART MUX 2 设置通道函数uartmux2_send_data
- UART MUX 2 数据写入函数
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 UART MUX 2 Click Example.
*
* # Description
* This library contains API for UART MUX 2 Click driver.
* This example transmits/receives and processes data from UART MUX 2 clicks.
* The library initializes and defines the UART bus drivers
* to transmit or receive data.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes driver and set UART channel module.
*
* ## Application Task
* Transmitter/Receiver task depend on uncommented code.
* Receiver logging each received byte to the UART for data logging,
* while transmitted send messages every 2 seconds.
*
* ## Additional Function
* - static void uartmux2_clear_app_buf ( void ) - Function clears memory of app_buf.
* - static err_t uartmux2_process ( void ) - The general process of collecting presponce
* that a module sends.
*
* @author Nenad Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "uartmux2.h"
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200
#define TRANSMITTER
// #define RECIEVER
static uartmux2_t uartmux2;
static log_t logger;
static uint8_t uart_ch;
static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static int32_t app_buf_cnt = 0;
unsigned char demo_message[ 9 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13, 10, 0 };
/**
* @brief UART MUX 2 clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset it's length and counter.
* @note None.
*/
static void uartmux2_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief UART MUX 2 data reading function.
* @details This function reads data from device and concats data to application buffer.
*
* @return @li @c 0 - Read some data.
* @li @c -1 - Nothing is read.
* @li @c -2 - Application buffer overflow.
*
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t uartmux2_process ( void );
void application_init ( void ) {
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
uartmux2_cfg_t uartmux2_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_printf( &logger, "\r\n Application Init \r\n" );
// Click initialization.
uartmux2_cfg_setup( &uartmux2_cfg );
UARTMUX2_MAP_MIKROBUS( uartmux2_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = uartmux2_init( &uartmux2, &uartmux2_cfg );
if ( init_flag == UART_ERROR ) {
log_error( &logger, " Application Init Error. " );
log_info( &logger, " Please, run program again... " );
for ( ; ; );
}
uartmux2_default_cfg ( &uartmux2 );
app_buf_len = 0;
app_buf_cnt = 0;
log_printf( &logger, "\r\n Application Task \r\n" );
log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
Delay_ms( 500 );
#ifdef TRANSMITTER
log_printf( &logger, " Send data: \r\n" );
log_printf( &logger, " mikroE \r\n" );
log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
log_printf( &logger, " Transmit data \r\n" );
Delay_ms( 1000 );
#endif
#ifdef RECIEVER
uart_ch = UARTMUX2_CHANNEL_0;
log_printf( &logger, " Receive data \r\n" );
log_printf( &logger, " UART%u \r\n", ( uint16_t ) uart_ch );
uartmux2_set_channel( &uartmux2, uart_ch );
Delay_ms( 2000 );
#endif
log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
}
void application_task ( void ) {
#ifdef TRANSMITTER
for ( uart_ch = UARTMUX2_CHANNEL_0; uart_ch <= UARTMUX2_CHANNEL_3; uart_ch++ ) {
uartmux2_set_channel( &uartmux2, uart_ch );
Delay_ms( 100 );
uartmux2_send_data( &uartmux2, demo_message );
log_printf( &logger, " UART%u : ", ( uint16_t ) uart_ch );
for ( uint8_t cnt = 0; cnt < 9; cnt ++ ) {
log_printf( &logger, "%c", demo_message[ cnt ] );
Delay_ms( 100 );
}
}
log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
Delay_ms( 100 );
#endif
#ifdef RECIEVER
uartmux2_process( );
if ( app_buf_len > 0 ) {
log_printf( &logger, "%s", app_buf );
uartmux2_clear_app_buf( );
}
#endif
}
void main ( void ) {
application_init( );
for ( ; ; ) {
application_task( );
}
}
static void uartmux2_clear_app_buf ( void ) {
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
app_buf_cnt = 0;
}
static err_t uartmux2_process ( void ) {
int32_t rx_size;
char rx_buff[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
rx_size = uartmux2_generic_read( &uartmux2, rx_buff, PROCESS_BUFFER_SIZE );
if ( rx_size > 0 ) {
int32_t buf_cnt = 0;
if ( app_buf_len + rx_size >= PROCESS_BUFFER_SIZE ) {
uartmux2_clear_app_buf( );
return -2;
} else {
buf_cnt = app_buf_len;
app_buf_len += rx_size;
}
for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) {
if ( rx_buff[ rx_cnt ] != 0 ) {
app_buf[ ( buf_cnt + rx_cnt ) ] = rx_buff[ rx_cnt ];
} else {
app_buf_len--;
}
}
return 0;
}
return -1;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END