初学者
10 分钟

使用MCP23017和STM32F031K6简化复杂的布线配置

扩大你的触及范围,扩展你的能力

Expand 2 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Expand 2 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

扩展、连接、征服——使用我们具有变革性的通用 I/O 扩展器。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Expand 2 Click 基于 Microchip 的 MCP23017,这是一款用于 I2C 总线的 16 位通用并行 I/O 扩展器。MCP23017 包括多个 8 位配置寄存器,用于输入、输出和极性选择。主控 MCU 可以通过写入 I/O 配置位来启用 I/O 作为输入或输出,每个输入或输出的数据保留在相应的输入或输出寄存器中。当需要额外的 I/O 而又希望保持最少的互连时,这种端口扩展器代表了一个简单的解决方案。此 Click board™ 通过标准的 I2C 两线接口与 MCU 通信,最大时钟频率为 

1.7MHz。MCP23017 的 I2C 地址为 7 位,前四个  MSB 固定为 0100。地址引脚 A0、A1 和 A2 由用户编程,决定从地址的最后三个 LSB 的值,可以通过将板载标有 ADDR SEL 的 SMD 跳线定位到标记为 1 或 0 的适当位置来选择。这样,MCP23017 通过将 SMD 跳线定位到适当位置,提供了 64 个可能的不同 I2C 地址的机会。此外,它还具有中断功能,通过 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚路由,指示给主控制器一个输入状态已经改变。MCP23017 上的两个中断引

脚可以与各自的端口关联,或逻辑 OR 起来,这样如 果任一端口导致中断,两个引脚都会激活。可以通过将板载标有 INT SEL 的 SMD 跳线定位到适当位置来选择所需的中断。这款 Click board™ 可以通过 PWR SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 的逻辑电压级别运行,从而允许 3.3V 和 5V 能力的 MCU 正确使用通信线路。然而,这款 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。

Expand 2 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
Reset
PA11
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB6
SCL
I2C Data
PB7
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Expand 2 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

此库包含 Expand 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • expand2_set_bit_port_a - 此功能将位设置到 MCP23017 芯片的 PORTA 的 8 位寄存器地址。

  • expand2_toggle_bit_port_a - 此功能切换 MCP23017 芯片的 PORTA 的 8 位寄存器地址中的位。

  • expand2_clear_bit_port_a - 此功能清除 MCP23017 芯片的 PORTA 的 8 位寄存器地址中的位。

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 Expand2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application demonstrates the use of the Expand 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and logger, and then sets the Click 
 * default configuration: PORTA as output, PORTB as input with pull-ups on all pins.
 * 
 * ## Application Task  
 * Sets other pin of PORTA every 3 seconds, then reads and displays the status of 
 * both ports on USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "expand2.h"

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

static expand2_t expand2;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    expand2_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.

    expand2_cfg_setup( &cfg );
    EXPAND2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    expand2_init( &expand2, &cfg );

    expand2_default_cfg ( &expand2 );

    log_printf( &logger, "----------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Expand 2 Click \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------\r\n" );

    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.

    uint8_t port_status;
    uint8_t pin_position;

    for ( pin_position = 0; pin_position < 8; pin_position++ )
    {
        expand2_set_port_a( &expand2, EXPAND2_I2C_MODULE_ADDRESS_0, pin_position );
        
        port_status = expand2_read_port_a( &expand2, EXPAND2_I2C_MODULE_ADDRESS_0 );

        log_printf( &logger, " Status PA (output): %d\r\n", (uint16_t) port_status );
        
        port_status = expand2_read_port_b( &expand2, EXPAND2_I2C_MODULE_ADDRESS_0 );

        log_printf( &logger, " Status PB (input) : %d  \r\n", (uint16_t) port_status );
        log_printf( &logger, "----------------\r\n" );
        
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。