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30 分钟

USB to I2C interface solution which simplifies USB implementations based on the USB to I2C 2 Click and Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU targeting STM32F031K6

全速USB到I2C桥接

USB to I2C 2 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

USB to I2C 2 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

探索全速USB到I2C桥的强大功能,将您的解决方案提升到新的高度。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

USB到I2C 2 Click基于FT201X,这是一款来自FTDI的USB到I2C接口设备,简化了USB实现。FT201X兼容USB 2.0全速,可以独立处理整个USB协议;无需USB特定的固件编程。它完全集成了2048字节的多次可编程存储器(MTP),用于存储设备描述符、用户可配置的CBUS I/O配置、无需外部晶体的时钟生成以及可选的时钟输出选择,实现了与外部MCU或FPGA的无需胶合的接口。该Click板使用标准I2C 2-Wire接口与MCU通信,以读取数据和配置设置,支持标准模式操作,时钟频率为100kHz,以及快速模式,最高可达400kHz。

由于FT201X需要5V才能正常运行,因此该Click板还配备了来自德州仪器的PCA9306电压级转换器。I2C接口总线线路被路由到双向电压级转换器,允许该Click板与3.3V和5V MCU正常工作。FT201X还包含一个嵌入式完全集成的MTP存储器,用于指定控制总线(CBUS)引脚的功能、每个信号引脚上的电流驱动、USB总线的电流限制以及设备的描述符。有六个可配置的CBUS I/O引脚,两个默认路由到mikroBUS™插座的AN和INT引脚上,标记为CB0和CB1,以及两个蓝色LED指示器,标记为CBUS0和CBUS1,用于可选的用户可配置的视觉指示。

其他四个CBUS引脚可以在板载的CBUS头上找到,并用作用户可配置的CBUS信号。可以在附带的数据表中找到使用这些引脚的广泛范围和方式。该板还使用了路由到mikroBUS™插座的RST引脚的主动低电平复位信号,该信号在上电时向设备的内部电路提供可靠的上电复位。该Click板可以选择使用3.3V或5V逻辑电压电平,通过VCC SEL跳线选择。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正常使用通信线路。然而,该Click板配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

USB to I2C 2 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

Control Pin 0
PA0
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
Control Pin 1
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB6
SCL
I2C Data
PB7
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

USB to I2C 2 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

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 USB to I2C 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • usbtoi2c2_write_data - 此功能使用I2C串行接口写入所需数量的数据字节。

  • usbtoi2c2_read_data - 此功能使用I2C串行接口读取所需数量的数据字节。

  • usbtoi2c2_reset_device - 此功能通过切换RST引脚状态来重置设备。

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 USBtoI2C2 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of USB to I2C 2 click by echoing back all
 * the received messages.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Any data which the host PC sends to the Virtual COM Port (for example, typed into the terminal 
 * window in UART Terminal) will be sent over USB to the click board and then it will be read and 
 * echoed back by the MCU to the PC where the terminal program will display it.
 * 
 * @note 
 * Make sure to download and install appropriate VCP drivers on the host PC.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "usbtoi2c2.h"

static usbtoi2c2_t usbtoi2c2;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    usbtoi2c2_cfg_t usbtoi2c2_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.
    usbtoi2c2_cfg_setup( &usbtoi2c2_cfg );
    USBTOI2C2_MAP_MIKROBUS( usbtoi2c2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == usbtoi2c2_init( &usbtoi2c2, &usbtoi2c2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( USBTOI2C2_ERROR == usbtoi2c2_default_cfg ( &usbtoi2c2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t rx_data = 0;
    if ( USBTOI2C2_OK == usbtoi2c2_read_data ( &usbtoi2c2, &rx_data, 1 ) )
    {
        if ( USBTOI2C2_OK == usbtoi2c2_write_data ( &usbtoi2c2, &rx_data, 1 ) )
        {
            log_printf( &logger, "%c", rx_data );
        }
    }
}

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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