中级
30 分钟

使用TC9400和STM32F031K6将变化的频率无缝转换为精确的电压信号

频率到电压:揭示信号转换的魔力!

Hz To V Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Hz To V Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

使用我们的频率到电压解决方案,自信地导航信号分析世界,提供无与伦比的精确性,将频率数据捕获并转换为电压信号。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Hz to V Click基于Microchip的TC9400,这是一个电压到频率和频率到电压转换器。它接受频率在1kHz到10kHz范围内的信号,并生成对应于输入频率的直流电压,范围从0.33V到3.3V,响应非常线性。此信号进一步通过运算放大器传递,以便将其缩小到MCU可接受的水平。输入信号可以应用于mikroBUS™的PWM引脚或外部输入端子。输入源可以通过板载开关选择,标记为INPUT SEL。当第一次操作Hz to V click时,需要校准它。该点击器配备有可变电阻,用于微调偏移量。应按照以下步骤校准

设备:将1kHz频率的输入信号应用于输入。应调整偏移量,以便在输出上出现330mV的直流信号。Hz to V click配备了输入信号端子(FREQ IN),用于连接频率在1kHz到10kHz之间的信号。除了此信号输入端子外,还可以选择由主机MCU生成的PWM信号作为输入。INPUT SEL开关可以设置为使用来自mikroBUS™的PWM引脚作为控制电压输入。建议信号幅度不要超过3.3V。输出端子(VOLT OUT)用于输出生成的电压。如前所述,电压水平取决于输入信号频率。这个生成的电压也可以在mikroBUS™的AN引

脚上获得。输出信号通过运算放大器(OPAMP)传递,该运算放大器用作输出缓冲器和输出电压的电压调节级。为了为TC9400和LM318 OPAMP提供12V,Hz to V click采用了MIC2606,一款来自Microchip的升压稳压器构建的升压转换器,工作频率为2MHz。这个IC提供12V,用于从mikroBUS™插座中引出的5V供应TC9400。升压稳压器的EN引脚路由到mikroBUS™的CS引脚,并用于启用升压稳压器的电源输出,有效地启用TC9400本身。EN引脚由板载电阻拉到高逻辑电平(3.3V)。

Hz To V 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

Analog Output
PA0
AN
NC
NC
RST
Chip Enable
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Frequency Input
PA8
PWM
NC
NC
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

Hz To V 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
Board mapper by product8 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

软件支持

库描述

这个库包含了Hz To V Click驱动的API。

关键函数:

  • hztov_read_voltage - 读取电压的函数

  • hztov_set_input_frequency - 更改输出电压的函数

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 
 * \brief HzToV Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Hz to V Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and enables the Click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * Sets the PWM frequency then reads the voltage from VO pin and logs all data on USB UART.
 * 
 * @note
 * In order to set PWM frequency down to 1 kHz, the user will probably need to 
 * lower the main MCU clock frequency.
 * The output voltage may vary, depending on the offset potentiometer setting on the Click.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hztov.h"

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

static hztov_t hztov;
static log_t logger;
static float voltage;
static uint16_t fin;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    hztov_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.

    hztov_cfg_setup( &cfg );
    HZTOV_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    hztov_init( &hztov, &cfg );
    
    hztov_set_enable ( &hztov, HZTOV_ENABLE );
    
    fin = HZTOV_MIN_FREQ;
    
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    if ( fin > HZTOV_MAX_FREQ )
        fin = HZTOV_MIN_FREQ;
    hztov_set_input_frequency( &hztov, fin );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "Frequency: %u Hz \r\n", fin );
    voltage = 0;
    for ( uint8_t cnt = 0; cnt < 100; cnt++ )
    {
        voltage += hztov_read_voltage( &hztov );
    }
    log_printf( &logger, "Voltage: %.2f V \r\n", voltage / 100.0 );
    log_printf( &logger, "-------------------\r\n" );
    
    fin += 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

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