中级
30 分钟

通过使用DS2480B和STM32F031K6将传统的UART/RS232转换为1-Wire®信号

使用单线简化您的数据收集

UART 1-Wire Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

UART 1-Wire Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

通过使用单条数据线进行通信,并选择这种转换类型(1-Wire到UART),您可以在无需额外布线的情况下执行高效且可靠的数据传输。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

UART 1-Wire Click基于Analog Devices的DS2480B,这是一款串行到1-Wire®驱动器。该IC设计用于直接将UART接口与1-Wire®总线连接。它使用独立的数据速率进行数据转换,允许标准和超速通信速度。DS2480B IC的内部定时发生器不断与传入的UART数据同步,通常由主控微控制器(MCU)的高精度晶体振荡器驱动。这使得DS2480B能够生成时间关键的1-Wire®信号,从而显著减轻主控MCU的处理负担。UART和1-Wire®总线的许多物理参数可以进行微调,因此UART 1-Wire Click可以适应任何UART/RS232到1-Wire®信号转换应用。DS2480B IC可以看作是一个复杂的状态机。UART命令可以配置它,因此IC在转换之前必

须解析传入的数据。设备可以在两种主要工作模式下操作:命令模式和数据模式。命令模式是上电后的默认状态。此模式允许设置配置参数。然而,在任何操作之前必须初始化DS2480B IC:应以固定速率9600 bps通过TXD线发送1-Wire®总线复位命令。这仅用于校准内部定时发生器,而不会对1-Wire®总线执行任何操作。初始化后,DS2480B IC可以正常使用。数据模式将TXD线上接收的字节转换为其等效的1-Wire®波形,并通过RXD线将响应报告回主控MCU。DS2480B IC的数据手册通过状态转换图说明了此IC的工作原理。结合数据手册末尾的几个示例,它是应用开发的有用起点。然而,包含的mikroSDK兼容库提供了简化固件开发的功

能。DS2480B需要5V的电源和逻辑电平。考虑到大多数MCU使用3.3V逻辑电平进行UART通信,因此需要添加电平转换器。UART 1-Wire Click使用德州仪器的TXB0106,一款双向电平转换器IC。该IC允许可靠的逻辑电压电平转换,使Click板™可以与使用3.3V逻辑电平的各种MCU配合使用。1-Wire®总线可以通过Click板™上的螺钉端子访问。由于大多数1-Wire®应用的性质,1-Wire®总线的信号线受DS9503保护,DS9503是一款集成的ESD保护二极管和电阻器。该IC专门设计用于1-Wire®应用中的静电放电(ESD)保护。

UART 1-Wire 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
NC
NC
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
NC
NC
INT
UART TX
PA10
TX
UART RX
PA9
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

UART 1-Wire 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含用于UART 1-Wire Click驱动程序的API。

关键功能:

  • uart1wire_write_command - 此功能向Click模块发送8位命令

  • uart1wire_read_temperature - 此功能从DALLAS单线温度传感器读取温度

  • uart1wire_reset - 此功能发送复位脉冲信号

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \file 
 * \brief UART1Wire Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from UART 1-Wire clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and logger.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the temperature data from DALLAS temperature sensors and logs the results
 * on the USB UART every second.
 * 
 * @note
 * Connect only DQ and GND pins to the UART 1-Wire click connector.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "uart1wire.h"
#include "string.h"

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

static uart1wire_t uart1wire;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    uart1wire_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.

    uart1wire_cfg_setup( &cfg );
    UART1WIRE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    uart1wire_init( &uart1wire, &cfg );
    
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    float temp_f;
    uint8_t res_flag;
    
    res_flag = uart1wire_read_temperature ( &uart1wire, &temp_f, UART1WIRE_TEMP_SENSOR_RESOLUTION_9BIT );
    if ( res_flag == UART1WIRE_OK )
    {
        log_printf( &logger, " * Temperature:     %.2f C\r\n", temp_f );
        log_printf( &logger, "------------------------------\r\n" );
        Delay_ms( 1000 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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