初学者
10 分钟

使用TS3USB30E和STM32F446RE体验信号路由的自由选择

简化、切换并领先一步!

USB MUX Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

USB MUX Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

多路复用差分输出从未如此简单——您可以在 USB 主机的两个相应输出之间进行选择,或轻松合并来自两个不同主机的输出,以增强多功能性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

USB MUX Click 基于德州仪器的 TS3USB30E,这是一款带单使能功能的 USB 2.0 1:2 多路复用/解复用开关。它是一款具备 ESD 保护的设备,能够双向切换高速 USB 2.0 信号,同时在输出时几乎没有或没有信号衰减。除了 ESD 保护外,TS3USB30E 还提供低位到位偏移和高通道间噪声隔离。此外,除了兼容 USB 2.0 标准外,它还兼容 USB 1.1 标准。TS3USB30E 的最大速度为 480Mbps(USB 

2.0)。USB MUX Click 使用几个 GPIO 与主 MCU 通信。OE 总线开关使能引脚允许用户在不使用时隔离总线,从而消耗更少的电流。当在 OE 引脚上设置低逻辑电平时,可以将其与 SEL 引脚结合使用,选择两条 USB 信号路径中的一条并将其连接到公共 USB 信号路径,低逻辑电平连接到 USB1,高逻辑电平连接到 USB2。默认情况下,USB1 通过下拉电阻 R5 和 R6 设置,这将 OE 和 SEL 线都置于低逻

辑状态。此外,如果有供电的 USB 设备连接到 USB MUX Click,VBUS LED 将指示连接状态。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

USB MUX 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
Device Enable
PC12
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Input Selection
PC8
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
NC
NC
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

USB MUX 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
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 USB MUX Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • usbmux_set_oe_pin - USB MUX 设置 OE 引脚输出功能。

  • usbmux_enable_output - USB MUX 启用输出功能。

  • usbmux_set_output - USB MUX 选择输出功能。

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 USB MUX Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the USB MUX Click board.
 * This driver provides functions for device configurations 
 * and for the selection of the output.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of the log UART, performing default configuration which disables the output.
 *
 * ## Application Task
 * Reading user input from UART Terminal and using it for the selection of the output of 
 * disabling output of the USB MUX Click board.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "usbmux.h"

static usbmux_t usbmux;   /**< USB MUX Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

/**
 * @brief Display possible selection function.
 * @details This function is used to display possible selections for the user input.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
static void display_selection ( void );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    usbmux_cfg_t usbmux_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.
    usbmux_cfg_setup( &usbmux_cfg );
    USBMUX_MAP_MIKROBUS( usbmux_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == usbmux_init( &usbmux, &usbmux_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    usbmux_default_cfg( &usbmux );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    display_selection( );
}

void application_task ( void ) 
{
    static char index;
    
    if ( 1 == log_read( &logger, &index, 1 ) ) 
    {
        switch ( index )
        {
            case ( '0' ):
            {
                log_printf( &logger, " Turning output off. \r\n" );
                usbmux_disable_output( &usbmux );
                break;
            }
            case ( '1' ):
            {
                log_printf( &logger, " USB1 Enabled and selected. \r\n" );
                usbmux_set_output( &usbmux, USBMUX_USB1_SELECT );
                usbmux_enable_output( &usbmux );
                break;
            }
            case ( '2' ):
            {
                log_printf( &logger, " USB2 Enabled and selected. \r\n" );
                usbmux_set_output( &usbmux, USBMUX_USB2_SELECT );
                usbmux_enable_output( &usbmux );
                break;
            }
            default:
            {
                display_selection( );
            }
        }
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

static void display_selection ( void )
{
    log_printf( &logger, "  To select USB output settings  \r\n" );
    log_printf( &logger, "  Send one of the numbers: \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    log_printf( &logger, " '0' - Turn off output  \r\n" );
    log_printf( &logger, " '1' - Enable and select USB1 \r\n" );
    log_printf( &logger, " '2' - Enable and select USB2  \r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
}

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

额外支持

资源

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