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30 分钟

使用 DWM3000 和 STM32F103RB 以位置精度的黄金标准赋能您的项目

超越预期的精度

UWB 2 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

UWB 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

我们的UWB收发器重新定义了实时定位系统(RTLS)和无线传感器网络(WSN)的格局,通过先进的双向测距和到达时间差(TDoA)方案提供动态且可靠的位置感知。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

UWB 2 Click 基于Qorvo的DWM3000,这是一款IEEE 802.15-z UWB收发器模块。DWM3000模块基于Qorvo DW3110 IC,集成了天线、射频电路、功率管理和时钟电路。它可用于双向测距或到达时间差(TDoA)定位系统,实现精度达10厘米的资产定位,支持850Kbps至6.8Mbps的数据速率。该模块具有可编程的发射器输出功率、低功耗,并集成了MAC支持功能。对于高数据吞吐量应用,最大数据包长度为1023字节。DWM3000模块具有始终

开启(AON)内存,在片上电压调节器禁用时,可以在最低工作状态下保留DWM3000的配置数据。数据上传和下载是自动化的,AON内存是可配置的。您可以通过软件读取片上电压及其温度。除了AON内存,128x32位一次性可编程(OTP)内存还存储每个芯片的校准信息。模块有六个用户可编程的GPIO,引脚分布在DWM3000模块的两侧。两个蓝色LED,RX和TX,用于视觉呈现数据传输。UWB 2 Click 使用标准的4线SPI串行接口与主机

MCU通信。DWM3000模块可以通过RST引脚复位,通过WUP引脚唤醒。外部设备使能ON引脚可以用于控制外部DC-DC转换器或DW3110 IC的其他电路。可以配置几个中断事件来驱动INT中断引脚。此Click板™只能在3.3V逻辑电压电平下运行。使用不同逻辑电平的MCU之前,板子必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该板还配备了包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

UWB 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F103RB 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 STM32F103RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M3

MCU 内存 (KB)

128

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™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Module Wake Up
PC0
AN
Reset
PC12
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
Device Enable
PC8
PWM
Interrupt
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

UWB 2 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 STM32F103RB 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 UWB 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • uwb2_read_reg_32bit - 此函数使用SPI串行接口从选定的寄存器读取32位数据。

  • uwb2_send_message - 此函数将所需数量的数据字节写入TX缓冲区,设置TX消息大小,开始传输并等待TX帧发送事件。

  • uwb2_read_message - 此函数激活接收,然后等待具有良好FCS/CRC的帧,从RX缓冲区读取最多len数量的数据字节,并根据实际读取的数据字节数量调整len参数。

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief UWB 2 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an UWB 2 click board by showing
 * the communication between the two click boards.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, performs the click default configuration, then reads
 * and displays the device ID number.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected application mode, it reads all the received data or 
 * sends the desired text message with the message counter once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "uwb2.h"

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

// Text message to send in the transmitter application mode
#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MIKROE - UWB 2 click board\0"

static uwb2_t uwb2;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    uwb2_cfg_t uwb2_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.
    uwb2_cfg_setup( &uwb2_cfg );
    UWB2_MAP_MIKROBUS( uwb2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == uwb2_init( &uwb2, &uwb2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( UWB2_ERROR == uwb2_default_cfg ( &uwb2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    uint32_t dev_id = 0;
    if ( UWB2_OK == uwb2_read_reg_32bit ( &uwb2, UWB2_REG_DEV_ID, &dev_id ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Device ID: 0x%.8LX\r\n", dev_id );
    }
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    static uint8_t tx_msg_cnt = 0;
    uint8_t tx_buffer[ 128 ] = { 0 };
    uint16_t tx_msg_size = 0;
    tx_buffer[ 0 ] = tx_msg_cnt; // Message number.
    strcpy ( &tx_buffer[ 1 ], DEMO_TEXT_MESSAGE );
    tx_msg_size = strlen ( DEMO_TEXT_MESSAGE ) + 2; // Message size + null-terminated + tx_msg_cnt
    if ( UWB2_OK == uwb2_send_message ( &uwb2, tx_buffer, tx_msg_size ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Message sent #%u\r\n\n", tx_buffer[ 0 ] );
        tx_msg_cnt++; // Increment message number (modulo 256).
    }
    Delay_ms ( 1000 );
#else
    uint8_t rx_buffer[ 128 ] = { 0 };
    uint16_t rx_msg_size = sizeof ( rx_buffer );
    if ( UWB2_OK == uwb2_read_message ( &uwb2, rx_buffer, &rx_msg_size ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Message received #%u: %s\r\n\n", 
                     ( uint16_t ) rx_buffer[ 0 ], &rx_buffer[ 1 ] );
    }
#endif
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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