使用HT9200A和STM32F031K6为移动通信系统打造无缝信号

拨号背后的秘密：揭示DTMF解码器的卓越

DTMF Generator Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

DTMF Generator Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

踏入DTMF信号生成的世界，我们将揭示创造移动通信系统中至关重要的双音多频信号的魔力所在。

硬件概览

它是如何工作的？

DTMF Generator Click基于Holtek Semiconductor的HT9200A，这是一款用于移动通信系统的双音多频解码器。HT9200A是一款专为MCU接口设计的SMD音调发生器IC。它可以由MCU指示，在DTMF引脚上生成16个双音和八个单音，并提供串行模式。HT9200A的系统振荡器由芯片上的反相器、偏置电阻和所需的负载电容器组成。振荡器功能通过连接到HT9200A的X1和X2引脚的标准3.579545MHz晶体实现。HT9200A的操作基于从mikroBUS™到解码器DAT和CLK引脚馈送的GPIO信号。基于所选的期望输出频率，数字代码与音频输出频率之间存在连接。HT9200A采

用数据输入、5位代码和同步时钟来传输DTMF信号。通过一系列由5位数据组成的组合来选择传输数字的每个数字。HT9200A将在CLK引脚的下降沿上锁定数据，并将输出数据显示在其输出DTMF引脚上。然后，通过一个可调节电位器，这样的信号被发送到一个音频放大器，来自德州仪器的LM386，它是一款可以用于各种应用的单声道低电压放大器。在音频放大器之后，所需的声音可以在板载扬声器上检测到。DTMF Generator Click使用mikroBUS™插座上标记为CE、DAT和CLK的CS、RST和PWM引脚的三个GPIO引脚与MCU通信。CE引脚表示芯片使能功能，用于唤醒HT9200A，

而DAT和CLK引脚表示数据输入和同步时钟输入。它还具有一个标记为VOLUME的可调电位器，用于调节信号的音量。它还具有一个3.5mm插孔输出连接器，允许用户以自己的方式在他们的项目中使用输出的DTMF信号，而信号音量仍然可以在DTMF Generator Click上的VOLUME电位器上调节。此Click board™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平操作。这样，既能支持3.3V又能支持5V的MCU都可以正确使用通信线。此外，此Click board™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。

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

Data Input

PA11

RST

Chip Enable

PA4

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

Data Synchronous Clock Input

PA8

PWM

INT

SCL

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

DTMF Generator 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。

Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly

2x4 RGB Click front image hardware assembly

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

Clicker 4 for STM32F4 HA MCU 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

该库包含 DTMF Generator Click 驱动程序的 API。

关键功能:

dtmfgenerator_set_dat - 设置数据（RST）引脚状态函数
dtmfgenerator_power_on - 打开电源函数
dtmfgenerator_transmit_out_tone - 发送所需音调的持续时间函数

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 DTMF Generator Click Example.
 *
 * # Description
 * This is an example which demonstrates the use of DTMF Generator Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver enables - GPIO,
 * run the power-on sequence, also write log.
 *
 * ## Application Task
 * DTMF Generator click board DTMF generator transmits the signal 
 * for generating tone for digits :
 * "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9",
 * "A", "B", "C", "D", "*" and "#".
 * All data logs write on USB uart changes.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dtmfgenerator.h"

static dtmfgenerator_t dtmfgenerator;   /**< DTMF Generator Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

static uint16_t signal_duration = 500;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    dtmfgenerator_cfg_t dtmfgenerator_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.
    dtmfgenerator_cfg_setup( &dtmfgenerator_cfg );
    DTMFGENERATOR_MAP_MIKROBUS( dtmfgenerator_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == dtmfgenerator_init( &dtmfgenerator, &dtmfgenerator_cfg ) ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, " Powering on device \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------\r\n" );
    dtmfgenerator_power_on( &dtmfgenerator );
    Delay_ms( 1000 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) {
    log_printf( &logger, " TONE      '0' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_0, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '1' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_1, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '2' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_2, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '3' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_3, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '4' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_4, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '5' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_5, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '6' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_6, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '7' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_7, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '8' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_8, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '9' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_9, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      'A' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_A, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      'B' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_B, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      'C' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_C, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      'D' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_D, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '*' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_ASTERISK, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
    
    log_printf( &logger, " TONE      '#' \r\n");
    log_printf( &logger, "---------------\r\n" );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_HASH, signal_duration );
    dtmfgenerator_transmit_out_tone( &dtmfgenerator, DTMFGENERATOR_OUT_TONE_STOP, signal_duration );
 }

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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