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使用 2765 和 STM32F031K6 实现平稳而精确的运动控制

引导您走向成功

Joystick 3 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Joystick 3 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

执行所有方向的完整运动范围

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Joystick 3 Click基于2765,这是来自Adafruit Industries的高质量迷你2轴模拟类型拇指摇杆。这种类型的摇杆具有自动居中功能,可以在释放摇杆时立即居中。它还包含一个舒适的杯型黑色旋钮/帽子,给人一种拇指摇杆的感觉,使其非常类似于PSP摇杆上的“模拟”摇杆,适用于众多应用作为人机界面。它包括两个10kΩ电位器,一个用于上/下,另一个用于左/右方向,用作双可调电压分压器,在控制杆

形式中提供2轴模拟输入。随着摇杆完全组装并运行,电压将随着拇指摇杆的移动而变化。需要测量电位器阻值变化以读取摇杆的物理位置。因此,使用MCP3204,这是来自Microchip的12位A/D转换器,将摇杆与mikroBUS™连接,使用与SPI协议兼容的简单串行接口来确定摇杆的X和Y的值。由于MCP3204的分辨率为12位,每个模拟通道(轴)上的值可以从0变化到4095。因此,如

果摇杆沿X轴从一端移动到另一端,则X值将从0变化到4095,当沿Y轴移动时会发生类似的事情。摇杆停留在其中心位置的值约为2048。此外,MCP3204可进行高达100ksps的转换速率。此Click板™只能从3.3V逻辑电压电平操作。因此,在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压转换。然而,此Click板配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Joystick 3 Click top side image
Joystick 3 Click bottom side 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
NC
NC
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
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Joystick 3 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
2x4 RGB Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU 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
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU 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

该库包含 Joystick 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • joystick3_read_raw_adc - 该函数通过使用SPI串行接口读取X和Y轴的原始ADC值。

  • joystick3_get_angle - 该函数通过原始ADC值计算并返回摇杆的角度(以度为单位),用于X和Y轴。

  • joystick3_get_position - 该函数通过原始ADC值计算并返回摇杆的位置标志,用于X和Y轴。

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 Joystick 3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the joystick 3 Click board by reading
 * and displaying the raw ADC for X and Y axis, as well as the joystick angle and position
 * calculated from those ADC readings.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the raw ADC measurements for X and Y axis, and calculates the joystick angle and position
 * from those readings. The results will be displayed on the USB UART approximately every 100ms.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "joystick3.h"

static joystick3_t joystick3;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    joystick3_cfg_t joystick3_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.
    joystick3_cfg_setup( &joystick3_cfg );
    JOYSTICK3_MAP_MIKROBUS( joystick3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == joystick3_init( &joystick3, &joystick3_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t raw_x, raw_y;
    if ( JOYSTICK3_OK == joystick3_read_raw_adc ( &joystick3, &raw_x, &raw_y ) )
    {
        log_printf ( &logger, " RAW X: %u\r\n RAW Y: %u\r\n", raw_x, raw_y );
        log_printf ( &logger, " Joystick angle: %.1f degrees\r\n", joystick3_get_angle ( raw_x, raw_y ) );
        log_printf ( &logger, " Joystick position: " );
        switch ( joystick3_get_position ( raw_x, raw_y ) )
        {
            case JOYSTICK3_POSITION_NEUTRAL:
            {
                log_printf ( &logger, "NEUTRAL" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_UP:
            {
                log_printf ( &logger, "UP" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_UPPER_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "UPPER-RIGHT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "RIGHT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_LOWER_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "LOWER-RIGHT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_DOWN:
            {
                log_printf ( &logger, "DOWN" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_LOWER_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "LOWER-LEFT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "LEFT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_UPPER_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "UPPER-LEFT" );
                break;
            }
            default:
            {
                log_printf ( &logger, "UNKNOWN" );
                break;
            }
        }
        log_printf ( &logger, "\r\n\n" );
        Delay_ms ( 100 );
    }
}

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

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资源

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