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30 分钟

使用 BMP280 和 STM32G431RB 平衡气压。

在压力下,我们茁壮成长!

Pressure 4 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Pressure 4 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

无论您是户外爱好者、研究人员还是物联网开发者,都可以信赖我们的数字气压传感器,让您随时了解情况,从而做出数据驱动的决策和洞察。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Pressure 4 Click 基于 Bosch Sensortec 的 BMP280,这是一款数字气压传感器。该传感器采用 Bosch 专有的 APSM 制造技术生产。APSM 是 Advanced Porous Silicon Membrane(高级多孔硅膜)的缩写,这是一种 CMOS 兼容技术,用于在全硅工艺中密封传感器腔体。该先进的 MEMS 技术提供了高达 0.12 hPa 的高测量精度以及仅为 1.5 Pa/K 的低 TOC(热系数)。传感器封装在一个小金属盖壳中,非常耐用:它可以在 300 hPa 至 1100 hPa 的范围内工作,但在膜破裂前可以承受高达 20,000 hPa 的压力。BMP280 提供一套压力和温度测量选项。可以编程跳过温度或压力测量,以允许更快地测量所需的属性。仅为 1.5K/Pa 的低 TOC 允许在温度变化很小的情况下读取压力。0.12 hPa 的分辨率允许以 1m 的精度计算海拔,非常适合室内导航应用(无人机、飞行玩具模型等)。由于该

3.3V 导轨供电,不允许高达 5V 的电压。因此,该 Click 板™ 仅支持 3.3V MCU,不适用于未进行适当电平转换电路的 5V MCU。该传感器由一个混合信号前端(ASIC)和压电敏感压力感应元件组成。ASIC 部分提供测量的模拟到数字转换以及 IIR 滤波形式的信号处理。测量读数和补偿参数通过 BMP280 路由到 mikroBUS™ 标准 SPI 和 I2C 引脚的 I2C 或 SPI 总线引脚。Pressure 4 Click 提供两者之间的选择,通过将标记为 I2C SPI 的 SMD 跳线切换到适当的位置来完成。请注意,所有跳线必须放置在同一侧,因为混合的 SPI 和 I2C 位置将使 Click 板™ 无响应。此外,选择 I2C 通信协议允许设置设备的 I2C 从地址的最低有效位(LSB)。这可以通过标记为 I2C ADDR 的 SMD 跳线完成。总体功耗取决于几个因素,例如过采样值、测量速率、功率模式、待机时间等。Bosch Sensortec 在

BMP280 数据表中以表格形式推荐了不同应用的一组操作参数。一般来说,无论选择的测量参数如何,该传感器允许几种功率模式,如睡眠、强制和正常模式。当测量完成时,原始 ADC 值将可在输出寄存器中使用。然而,为了获得实际的压力和温度读数,需要将补偿算法应用于这些原始值。每个传感器设备的非易失性存储器中提供了一组补偿参数。这些补偿参数考虑了生产传感器之间的细微差异,每个 BMP280 传感器设备都有自己的一套补偿参数。BMP280 数据表提供了关于如何正确应用这些补偿算法的详细说明。然而,MikroElektronika 提供了一个包含函数的库,可用于简化 Pressure 4 Click 的操作。该库还包含一个示例应用程序,演示了这些函数的使用。此示例应用程序可用作自定义设计的参考。

Pressure 4 Click top side image
Pressure 4 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB12
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
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Pressure 4 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut 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 Compiler Selection Step Image 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

此库包含用于 Pressure 4 Click 驱动的 API。

关键功能:

  • pressure4_read_id - 此功能返回 chipid 寄存器的内容

  • pressure4_get_temperature - 此功能返回计算出的温度值

  • pressure4_get_pressure - 此功能返回计算出的压力值

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 Pressure4 Click example
 * 
 * # Description
 * This app measure barometric pressure.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the Click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * The pressure and temperature data is read from the sensor 
 * and it is printed to the UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pressure4.h"

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

static pressure4_t pressure4;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    pressure4_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.
    pressure4_cfg_setup( &cfg );
    PRESSURE4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    pressure4_init( &pressure4, &cfg );

    pressure4_default_cfg( &pressure4 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float pressure = 0;
    float temperature = 0;

    temperature = pressure4_get_temperature( &pressure4 );
    log_printf( &logger, "Temperature : %.2f degC\r\n", temperature );
    Delay_ms ( 100 );
    
    pressure = pressure4_get_pressure( &pressure4 );
    log_printf( &logger, "Pressure : %.2f mBar\r\n", pressure );
    log_printf( &logger, "========================\r\n" );

    Delay_ms ( 500 );
}

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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