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10 分钟

使用MCP4921和STM32F031K6通过可操作的数据和洞察减少噪音污染

及时响应噪音相关问题

Noise Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Noise Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

我们的噪声检测解决方案旨在识别和减轻具有破坏性的噪音,促进更加安静和平的环境。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Noise Click基于MCP4921,这是一款来自Microchip的带有SPI接口的12位DAC。这款单通道DAC具有全轨到轨输出、快速设置时间和450KHz的乘法器模式。Noise Click上的MCP4921将阈值设置为12位分辨率步进,从0到4096。该Click board™通过DB Unlimited的MM034202-11模拟MEMS麦克风接收环境中的噪音。它具有全向性方向性,灵敏度约为-42dB,信噪比为59dB,并在100至10000Hz的频率范围内工作。此Click board™还包括两个MCP6022,这是一款来自Microchip的轨到轨输入/输出10MHz运算放大器。这些运算放大器具有宽带宽高达

10MHz、低噪声、低输入失调电压和低失 真。第一个MCP6022处理麦克风信号。然后,放大的电压通过LTC1966,这是一款来自Analog Devices的精密微功耗Δ∑ RMS到 DC转换器。该转换器具有与输入电压无关的恒定带宽、灵活的轨到轨输入和输出,并且比传统的对数反对数类似的RMS到DC转换器更精确。经过LTC1966处理后,信号进入第二个运算放大器,它作为电压比较器,从中产生中断信号。为了避免在周围噪音接近阈值时每秒触发数百次中断,还使用了滞后电路。为此,Noise Click配备了MAX6106,这是一款来自Analog Devices的低成本、微功

耗低压降、高输出电流的2.048V电压参考。 Noise Click使用SPI串行接口通过  mikroBUS™插座与主机MCU通信。 LTC1966 RMS到DC转换器可以通过mikroBUS™插座上的EN引脚的HIGH逻辑状态关闭。无论使能引脚的逻辑状态如何,电压水平仍然可以通过AN引脚进行监测。当环境噪音达到设定阈值时,中断INT引脚被拉高。这款Click board™只能使用3.3V逻辑电压级别操作。在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须对板进行适当的逻辑电压级别转换。此外,它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。

Noise Click top side image
Noise 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

Analog Output
PA0
AN
Enable
PA11
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PB3
SCK
NC
NC
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
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Noise 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
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

这个库包含了Noise Click驱动程序的API。

关键函数:

  • noise_set_cmd_reg - 设置命令寄存器

  • noise_set_state - 开启或关闭Click

  • noise_read_an_pin_voltage - 读取AN引脚的AD转换结果,并将其转换为相应的电压水平

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 Noise click example
 * 
 * # Description
 * This example performs an ambient noise monitoring using the Noise click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Device initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the voltage from AN pin which presents the noise level and displays it
 * on the USB UART every 5ms. If the noise is above predefined threshold
 * (25 percents of max noise, i.e. about 0.4V) an alarm message is being shown.
 * 
 * @note 
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "noise.h"

static noise_t noise;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    noise_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.
    noise_cfg_setup( &cfg );
    NOISE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    noise_init( &noise, &cfg );

    noise_default_cfg( &noise );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage = 0;
    if ( NOISE_OK == noise_read_an_pin_voltage ( &noise, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, "%.3f\r\n", voltage );
    }
    if ( noise_check_int_pin( &noise ) )
    {
        log_printf( &logger, " Sound overlimit detected!\r\n" );
    }
    Delay_ms ( 5 );
}

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
/*!
 * \file 
 * \brief Noise click example
 * 
 * # Description
 * This example performs an ambient noise monitoring using the Noise click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Device initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the voltage from AN pin which presents the noise level and displays it
 * on the USB UART every 5ms. If the noise is above predefined threshold
 * (25 percents of max noise, i.e. about 0.4V) an alarm message is being shown.
 * 
 * @note 
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "noise.h"

static noise_t noise;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    noise_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.
    noise_cfg_setup( &cfg );
    NOISE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    noise_init( &noise, &cfg );

    noise_default_cfg( &noise );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage = 0;
    if ( NOISE_OK == noise_read_an_pin_voltage ( &noise, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, "%.3f\r\n", voltage );
    }
    if ( noise_check_int_pin( &noise ) )
    {
        log_printf( &logger, " Sound overlimit detected!\r\n" );
    }
    Delay_ms ( 5 );
}

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

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