通过 USB 转 UART 魔术革新您的数据通信项目 – 这是一种紧凑高效的解决方案,能够快速且无缝地连接您的设备。
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硬件概览
它是如何工作的?
USB UART 5 Click 基于 CP2110,这是一款来自 Silicon Labs 的单芯片 HID USB 到 UART 桥接控制器。CP2110 中的 USB 功能控制器是符合 USB 2.0 标准的全速设备,集成了 USB 收发器、一次性可编程 ROM 和异步串行数据总线 (UART),集成在一个紧凑的封装中。CP2110 的 UART 功能包括支持 300 到 1Mbps 的波特率、硬件流控制、RS-485 支持以及用户定义的用于状态和控制信息的 GPIO 信号。USB 功能控制器管理 USB 和 UART 之间的所有数据传输、USB 主控制器生成的命令请求以及用于控制 UART 和 GPIO 引脚功能的命令。CP2110 使用标准的 USB HID 设备类,大多数操作系统原生支
持。此设备无需安装自定义驱动程序。此外,CP2110 还支持用于电源管理目的的 USB 挂起和恢复模式。当在 mikroBUS™ 插座的 SPD 引脚上检测到挂起信号时,CP2110 进入挂起模式。进入挂起模式时,SPD 信号被断言,但在复位条件(RST 引脚)之后,直到 USB 枚举期间设备配置完成,也可以断言 SPD 信号。SPD 引脚在设备处于挂起状态时检测到高电平逻辑,在设备处于正常模式时检测到低电平逻辑,这也通过标记为 CONNECTED 的红色 LED 进行视觉指示。此 Click board™ 还具有 8 个 GPIO 信号,位于未填充的引脚排上,用户定义用于状态和控制信息。四个 GPIO 信号支持备用功能,
包括从 24MHz 到 47kHz 的可配置时钟输出 (CLK)、RS-485 收发器控制以及 TX 和 RX LED 切换功能。此外,由于 CP2110 能够在 USB 总线电压的帮助下通过内部稳压器为其所有部分提供足够的电源,USB UART 5 Click 可以在 USB 供电配置中工作。要选择这种工作模式,必须将跳线 PWR SEL 切换到标记为 VBUS 的位置。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click board™ 配备了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 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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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™。
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 USB UART 5 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
usbuart5_generic_write
- USB UART 5 数据写入功能usbuart5_generic_read
- USB UART 5 数据读取功能usbuart5_reset_device
- USB UART 5 重置设备功能
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 UART 5 Click Example.
*
* # Description
* This example reads and processes data from USB UART 5 Click board™.
* 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, wake-up module, and performs the default configuration.
*
* ## Application Task
* Any data which the host PC sends via HidUartExample
* will be sent over USB to the click board and then it will be read and
* echoed back by the MCU to the PC where the terminal program will display it.
* Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
*
* @note
* Make sure to download and install
* CP2110/4 Software package for Windows/Mac/Linux on the host PC.
*
* @author Nenad Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "usbuart5.h"
static usbuart5_t usbuart5;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
usbuart5_cfg_t usbuart5_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.
usbuart5_cfg_setup( &usbuart5_cfg );
USBUART5_MAP_MIKROBUS( usbuart5_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( UART_ERROR == usbuart5_init( &usbuart5, &usbuart5_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
usbuart5_default_cfg ( &usbuart5 );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
char rx_data = 0;
if ( usbuart5_generic_read ( &usbuart5, &rx_data, 1 ) )
{
if ( usbuart5_generic_write ( &usbuart5, &rx_data, 1 ) )
{
log_printf( &logger, "%c", rx_data );
}
}
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END