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体验协议转换的魔力,使用SC18IM704和STM32F031K6。

UART转I2C的魔法:您的通信变换器!

UART to I2C Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

UART to I2C Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

通过使用我们的转换解决方案,将您的UART设备轻松集成到I2C网络中,解锁其潜力,简化数据交换并增强控制。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

UART to I2C Click基于NXP Semiconductors的SC18IM704,这是一款标准UART端口和串行I2C总线之间的桥接器。SC18IM704由一个全功能高级UART接口组成,通过mikroBUS™插槽的常用RX和TX引脚与主机MCU通信。其特点是高达460.8 kbit/s的波特率和用于传输/接收数据过程的256字节FIFO。串行数据格式固定为一个起始位、8个数据位和一个停止位。复位功能后,波特率默认设置为9600 bit/s,可以通过波特率生成器(BRG)寄存器更改。在上电序列或通过mikroBUS™插槽的RST引脚实

现的硬件复位后,SC18IM704将向主机MCU发送两个连续字节以指示启动状态。这两个连续字节是0x4F和0x4B,表示ASCII消息协议中的‘OK’状态。在正确的初始序列之后,与连接到I2C总线端子的其他I2C总线设备的直接通信被启用。I2C总线使用两根线(SCL和SDA)在连接的设备之间传输信息,提供支持高达400kHz数据传输的面向字节的接口。SC18IM704还可以置于软件可配置的低功耗模式(掉电模式)。进入掉电状态后,UART RX引脚用于退出深度掉电模式。只要RX引脚保持在高逻辑状态,桥接器

将保持在深度掉电模式。发送的任何字符都会将桥接器带出深度掉电模式,但会忽略该字符。除了所有这些功能之外,SC18IM704在已填充的头部上还有几个通用I/O引脚,标记为GP引脚。这些引脚可以通过软件设置其功能为推挽、开漏或仅输入。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,此Click板™配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

UART to I2C Click top side image
UART to I2C 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
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
NC
NC
INT
UART TX
PA10
TX
UART RX
PA9
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

UART to I2C 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

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 UART to I2C Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • uarttoi2c_gpio_write - 该函数将所需数据写入GPIO端口

  • uarttoi2c_gpio_read - 该函数从GPIO端口读取数据

  • uarttoi2c_i2c_write_then_read - 该函数执行写入然后读取操作,使用重复启动到I2C目标设备

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 UART to I2C Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of USB to I2C Click board by reading the device ID
 * of a 3D Hall 11 Click board connected to the I2C port and controlling the GPIO pins.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default config which resets
 * the device and sets the GPIO pins 0-3 as push-pull output and others as input.
 * After that, reads and displays the chip firmware version.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the device ID of a 3D Hall 11 Click board connected to the I2C port, 
 * toggles the output pins and displays the GPIO port state. The results will
 * be displayed on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "uarttoi2c.h"

// I2C target device configuration
#define DEVICE_NAME                 "3D Hall 11 Click"
#define DEVICE_SLAVE_ADDRESS        0x35
#define DEVICE_REG_ID               0x0D
#define DEVICE_ID                   0x01

static uarttoi2c_t uarttoi2c;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    uarttoi2c_cfg_t uarttoi2c_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.
    uarttoi2c_cfg_setup( &uarttoi2c_cfg );
    UARTTOI2C_MAP_MIKROBUS( uarttoi2c_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == uarttoi2c_init( &uarttoi2c, &uarttoi2c_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( UARTTOI2C_ERROR == uarttoi2c_default_cfg ( &uarttoi2c ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    uint8_t version[ 16 ] = { 0 };
    if ( UARTTOI2C_OK == uarttoi2c_read_version ( &uarttoi2c, version ) )
    {
        log_printf( &logger, " Firmware version: %s\r\n", version );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t gpio_state = UARTTOI2C_NO_PIN_MASK;
    uint8_t slave_address = DEVICE_SLAVE_ADDRESS;
    uint8_t reg_addr = DEVICE_REG_ID;
    uint8_t device_id;
    if ( UARTTOI2C_OK == uarttoi2c_i2c_write_then_read ( &uarttoi2c, slave_address, 
                                                         &reg_addr, 1, &device_id, 1 ) )
    {
        log_printf( &logger, " %s - Device ID read: %s\r\n", ( char * ) DEVICE_NAME,
                    ( char * ) ( ( DEVICE_ID == device_id ) ? "Success" : "Fail" ) );
    }
    uarttoi2c_gpio_write ( &uarttoi2c, gpio_state );
    if ( UARTTOI2C_OK == uarttoi2c_gpio_read ( &uarttoi2c, &gpio_state ) )
    {
        log_printf( &logger, " GPIO state: 0x%.2X\r\n\n", ( uint16_t ) gpio_state );
        gpio_state = ~gpio_state;
    }
    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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