初学者
10 分钟

使用LS7366R和STM32F031K6实现精确可靠的RPM和速度测量数据

自信计数:您的正交计数器解决方案

Counter Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Counter Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

体验一种先进的四象限计数器,旨在通过准确的运动测量提升您的设计水平。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Counter Click基于LSI计算机系统的LS7366R,这是一个带有串行接口的32位正交计数器。它是一个CMOS计数器,具有直接接口,用于从增量编码器获取正交时钟。它还与增量编码器的索引信号进行接口,以执行各种标记功能。该计数器可以配置为1、2、3或4字节计数器。它还可以编程为在几种计数模式下工作,例如Modulo-N、非循环、范围限制或自由运行模式。这个Click板™具有一个2x5引脚排(2.54mm间距),用于接口LS7366R的输入、VCC和一些GND,基本

上是Click板™本身的电源引脚。VCC和GND引脚可以为正交增量 编码器供电。这个标头还包括ENCA和ENCB,即LS7366R的输入A和B引脚,直接将增量编码器的正交时钟输出应用于它们,并且索引(ENCI)引脚,这是由增量编码器的索引输出直接驱动的可编程输入。LS7366R使用标准的4线SPI串行接口通过mikroBUS™插座与主机MCU进行通信。当EN输入处于高逻辑状态时,计数器被启用;否则,它以低逻辑电平被禁用。此外,这个Click板™还具有通过INT引脚的中断功

能,可以通过LF和DF焊接跳线来配置使用LFLAG或DFLAG,DFLAG默认设置。这样,用户可以选择LFLAG,即开漏锁定输出,或DFLAG,即瞬态推挽输出,从而使用这些输出来标志Carry、Borrow、Compare和Index发生。这个Click板™可以通过PWR SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平进行操作。这样,3.3V和5V兼容的MCU都可以正确地使用通信线。此外,这个Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Counter Click hardware overview 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

NC
NC
AN
Count Enable
PA11
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
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

Counter 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
Stepper 22 Click complete accessories setup image 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Counter Click驱动程序的API。

关键函数:

  • counter_read_cntr - 使用click对象读取CNTR。

  • counter_read_str - 使用click对象读取STR。

  • counter_read_otr - 使用click对象读取OTR。

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 Counter Click example
 * 
 * # Description
 * This application measures the speed and the position of the DC motor shafts.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and configures the click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads data from the CNTR register and calculates the speed of the motor in Rad/s.
 * All data is being displayed on the USB UART terminal where you can track their changes.
 * The CNTR is a software configurable 8, 16, 24 or 32-bit up/down counter which
 * counts the up/down pulses resulting from the quadrature clocks applied at the
 * A and B inputs, or alternatively, in non-quadrature mode, pulses applied at the A input.
 * 
 * ## NOTE
 * An appropriate motor with optical encoder needs to be connected to the click board.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "counter.h"

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

static counter_t counter;
static log_t logger;

static int32_t count;
static int32_t count_old;
static float speed;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    counter_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_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    counter_cfg_setup( &cfg );
    COUNTER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    counter_init( &counter, &cfg );

    counter_default_cfg( &counter );
    Delay_ms( 300 );
}

void application_task ( void )
{
    count = counter_read_cntr( &counter );
    log_printf( &logger, "Counter: %ld\r\n",  count );
    speed = ( float ) ( count - count_old ) / 3600.0;
    speed *= 6.283185;
    log_printf( &logger, "Speed: %.4f Rad/s\r\n",  speed );
    count_old = count;
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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