中级
30 分钟

使用基于74HC32和STM32F031K6的2x2键盘管理多个功能

掌控您的控制:4个按钮,1个解决方案

2x2 Key Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

2x2 Key Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

我们的目标是通过我们的4合1按钮集成最大化功能,同时最小化复杂性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

2x2 Key Click基于带有去抖动电路的2x2按钮键盘,由Nexperia的四输入OR门74HC32和德州仪器的六输入施密特触发器倒置器SN74HC14组成。在电子学中,当两个金属组件接触时(就像按下按钮时),它们会反弹或产生多个信号,直到它们达到稳定状态。您希望单个接触被记录,但微控制器将此记录为按下按钮多次。因此,去除反弹或低高电压的尖峰就是所谓的去抖动。从图形上来说,您希

望有一条清晰的线,而不是尖峰。去抖动电路确保输出上没有电压变化。多亏了它,一个按钮按下就被记录下来。所有四个施密特触发器输出都连接到逻辑OR门74HC32的输入引脚,其输出直接连接到mikroBUS上的INT引脚。此引脚用于在按下按钮时向MCU发出中断信号。这样,MCU软件可以实现为简单的轮询例程,而不需要在代码中编程延迟(如果没有硬件去抖动电路存在,这将是必要的)。

多亏了INT引脚,您可以轻松地编写一个通用的中断服务例程,以检测按钮何时被按下(按钮状态从低逻辑电平变为高逻辑电平)。此Click板™可以使用PWR SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平操作。这样,既可以使3.3V又可以使5V能力的MCU正常使用通信线路。此外,此Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

2x2 Key Click top side image
2x2 Key Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

T1 Button Status
PA0
AN
T2 Button Status
PA11
RST
T3 Button Status
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
T4 Button Status
PA8
PWM
Interrupt
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

2x2 Key Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU Access MB 1 - 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
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select 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

这个库包含2x2 Key Click驱动的API。

关键函数:

  • c2x2key_t1_state - 此函数获取AN引脚的状态

  • c2x2key_t2_state - 此函数获取RST引脚的状态

  • c2x2key_t3_state - 此函数获取CS引脚的状态

  • c2x2key_t4_state - 此函数获取PWM引脚的状态

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 
 * \brief 2x2 key Click example
 * 
 * # Description
 * 2x2 Key click has a 4 button keypad and allows multiple key presses.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Application Init performs Logger and Click initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * This example code demonstrates the usage of 2X2 Key Click board.
 * Detects whether any of the keys is pressed where results are being sent 
 * to the UART terminal where you can track changes.
 * 
 * \author Mihajlo Djordjevic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c2x2key.h"

uint8_t t1_state     = 0;
uint8_t t1_state_old = 1;
uint8_t t2_state     = 0;
uint8_t t2_state_old = 1;
uint8_t t3_state     = 0;
uint8_t t3_state_old = 1;
uint8_t t4_state     = 0;
uint8_t t4_state_old = 1;

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static c2x2key_t c2x2key;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS


// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    c2x2key_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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, "-- Application  Init --\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );

    //  Click initialization.

    c2x2key_cfg_setup( &cfg );
    C2X2KEY_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    c2x2key_init( &c2x2key, &cfg );
    
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "     2X2 key Click     \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "    System is ready    \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
   t1_state = c2x2key_t1_state( &c2x2key );
   
   if ( ( t1_state == 1 ) && ( t1_state_old == 0 ) )
    {
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        log_printf( &logger, "     Key 1 pressed     \r\n" );
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        t1_state_old = 1;
    }
    
    if ( ( t1_state == 0 ) && ( t1_state_old == 1 ) )
    {
        t1_state_old = 0;
    }
    
    t2_state = c2x2key_t2_state( &c2x2key );
   
   if ( ( t2_state == 1 ) && ( t2_state_old == 0 ) )
    {
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        log_printf( &logger, "     Key 2 pressed     \r\n" );
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        t2_state_old = 1;
    }
    
    if ( ( t2_state == 0 ) && ( t2_state_old == 1 ) )
    {
        t2_state_old = 0;
    }
    
    t3_state = c2x2key_t3_state( &c2x2key );
   
   if ( ( t3_state == 1 ) && ( t3_state_old == 0 ) )
    {
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        log_printf( &logger, "     Key 3 pressed     \r\n" );
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        t3_state_old = 1;
    }
    
    if ( ( t3_state == 0 ) && ( t3_state_old == 1 ) )
    {
        t3_state_old = 0;
    }
    
    t4_state = c2x2key_t4_state( &c2x2key );
   
   if ( ( t4_state == 1 ) && ( t4_state_old == 0 ) )
    {
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        log_printf( &logger, "     Key 4 pressed     \r\n" );
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        t4_state_old = 1;
    }
    
    if ( ( t4_state == 0 ) && ( t4_state_old == 1 ) )
    {
        t4_state_old = 0;
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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