使用EPT-14A4005P和STM32F031K6在各种环境中提供清晰、可听的警报

蜂鸣未来：下一代音频信号中的压电扬声器

BUZZ Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

BUZZ Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

多功能且紧凑的解决方案，用于在各种电子应用中添加音频信号功能，满足不同领域开发者和工程师的需求。

硬件概览

它是如何工作的？

Buzz Click 基于 Sanco Electronics 的压电换能器 EPT-14A4005P。它使用直流电压产生音频信号，最大电流消耗为 2mA，工作电压宽广，本例中为 3.3V 或 5V。正如其名称所示，压电蜂鸣器的核心包括压电陶瓷元件和金属板，两者通过粘合剂固定在一起。当通过直流电时，压电陶瓷元件收缩和扩张，这会引起振动并产生声波。蜂鸣器的共振频率为 4000Hz，在此频率下蜂鸣器振动，从而发出声音。蜂鸣器的尺寸

为 13.8x6.8mm，除了在这个 Click 板™上使用外，还可以从 MIKROE 单独购买。板载蜂鸣器驱动器可以通过数字 GPI 引脚或 mikroBUS™ 插座的 PWM 线路控制。用户可以使用 MIKROE 编译器支持的 Sound 库来创建声音，或使用微控制器内部的 PWM 模块来为蜂鸣器生成信号。信号频率决定声音的音调，占空比决定幅度（声音音量）。GPI 和 PWM 线默认连接到蜂鸣器。用户可以通过移除相应的跳线（J2 或

J3）来分离其中一条线路。此 Click 板™可以通过 PWR SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平运行。这样，3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外，这个 Click 板™配备了一个库，其中包含易于使用的功能和示例代码，可以用作进一步开发的参考。

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

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

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

RST

Digital Control Signal

PA4

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM Control Signal

PA8

PWM

INT

SCL

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

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。

Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly

Stepper 22 Click front image hardware assembly

Nucleo-32 with STM32 MCU Access MB 1 - upright/background hardware assembly

STM32 M4 Clicker HA MCU/Select Step hardware assembly

Necto No Display image step 8 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

此库包含 BUZZ Click 驱动程序的 API。

关键功能:

buzz_set_duty_cycle - 此功能设置 PWM 占空比，以百分比表示（范围 [0..1]）
buzz_pwm_stop - 此功能停止 PWM 模块输出
buzz_pwm_start - 此功能启动 PWM 模块输出
buzz_play_sound - 此功能在蜂鸣器上播放声音

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 BUZZ Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Buzz click boards.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and logger.
 * 
 * ## Application Task  
 * Plays the Imperial March melody. Also logs an appropriate message on the USB UART.
 * 
 * ## Additional Functions
 * imperial_march( void ) - this function plays the Imperial March melody.
 * 
 * @note
 * The minimal PWM Clock frequency required for this example is the frequency of tone C6 - 1047 Hz. 
 * So, in order to run this example and play all tones correctly, the user will need to decrease 
 * the MCU's main clock frequency in MCU Settings for the certain architectures
 * in order to get the required PWM clock frequency.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buzz.h"

#define W 4*Q // Whole 4/4 - 4 Beats
#define H 2*Q // Half 2/4 - 2 Beats 
#define Q 250 // Quarter 1/4 - 1 Beat
#define E Q/2 // Eighth 1/8 - 1/2 Beat
#define S Q/4 // Sixteenth 1/16 - 1/4 Beat

#define VOLUME 100 // goes up to 1000

static buzz_t buzz;
static log_t logger;

static void imperial_march( ) {
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F6, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F6, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, H );
    Delay_ms( 1 + H );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_E7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_E7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_E7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F7, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Ab6, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F6, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, H );
    Delay_ms( 1 + H );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Ab7, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_G7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Gb7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_E7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F7, VOLUME, E );
    Delay_ms( 1 + E );
    Delay_ms( 1 + E );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Bb6, VOLUME, E );
    Delay_ms( 1 + E );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Eb7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_D7, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Db7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_B6, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, E );
    Delay_ms( 1 + E );
    Delay_ms( 1 + E );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F6, VOLUME, E );
    Delay_ms( 1 + E );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Ab6, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F6, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_E7, VOLUME, H );
    Delay_ms( 1 + H );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Ab7, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_G7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Gb7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_E7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F7, VOLUME, E );
    Delay_ms( 1 + E );
    Delay_ms( 1 + E );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Bb6, VOLUME, E );
    Delay_ms( 1 + E );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Eb7, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_D7, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Db7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_B6, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, E );
    Delay_ms( 1 + E );
    Delay_ms( 1 + E );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F6, VOLUME, E );
    Delay_ms( 1 + E );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Ab6, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F6, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_A6, VOLUME, Q );
    Delay_ms( 1 + Q );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_F6, VOLUME, E + S );
    Delay_ms( 1 + E + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_C7, VOLUME, S );
    Delay_ms( 1 + S );
    buzz_play_sound( &buzz, BUZZ_NOTE_Ab6, VOLUME, H );
    Delay_ms( 1 + H );
}


void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    buzz_cfg_t buzz_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.

    buzz_cfg_setup( &buzz_cfg );
    BUZZ_MAP_MIKROBUS( buzz_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = buzz_init( &buzz, &buzz_cfg );
    if ( init_flag == PWM_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    buzz_set_duty_cycle ( &buzz, 0.0 );
    buzz_pwm_start( &buzz );

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) {
    log_printf( &logger, "Playing the Imperial March melody ...\r\n" );
    imperial_march( ); 
    Delay_ms( 10000 );
}

void main ( void )  {
    application_init( );

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

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