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通过IIS3DWB和STM32G431RB体验下一代运动传感

每个维度的精度:提升您的运动传感体验

Accel 14 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Accel 14 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

我们旨在通过三轴加速度技术的精度赋能您的项目,使您能够测量、分析并在与运动相关的任务中脱颖而出。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Accel 14 Click 基于 STMicroelectronics 的 IIS3DWB,这是一款超宽带、低噪声的三轴数字振动传感器。其宽带、低噪声、非常稳定且可重复的灵敏度,加上在扩展温度范围内操作的能力,使得该设备特别适用于工业应用中的振动监测。IIS3DWB 具有可选择的 ±2/±4/±8/±16 g 全量程加速度范围,并能够以 26.7 kHz 的输出数据率测量高达 6 kHz 带宽的加速度。设备内置 3 kB 先进先出 (FIFO) 缓冲区,以避免任何数据丢失并减少主处理器的干预。Accel 14 Click 提供两种可能的工作配置:掉电模式和正常模式。IIS3DWB 的电源电压范围为 2.1V 至 3.6V。为

了避免潜在的冲突,建议在上电过程中将连接到设备 IO 引脚的线设置为高阻抗状态。此外,为了保证设备正确关机,建议保持 VDD 线到 GND 的持续时间至少为 100 μs。施加电源后,IIS3DWB 执行 10 ms 的启动程序以加载修剪参数。启动完成后,加速度计自动配置为掉电模式。在掉电模式下,设备的几乎所有内部块都被关闭。SPI 数字接口保持活跃,以允许与设备通信。配置寄存器的内容被保留,输出数据寄存器不再更新,保持进入掉电模式之前存储的最后数据。当 Accel 14 Click 设置为正常模式时,所有三个轴(X、Y、Z)同时激活,可以同时读取传

感器的三轴加速度数据。传感器以 26.667kHz 的输出数据率提供加速度数据。IIS3DWB 专门设计为在通带内提供宽带和非常平坦的频率响应,并在止带中提供非常高的衰减,以几乎消除任何频率混叠。设备的功能和测量的加速度数据可以通过 SPI 接口访问。用户还可以通过 SPI 数字接口完全编程两个中断引脚的阈值和定时。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下工作。使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click board™ 配备了一个包含功能和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

Accel 14 Click top side image
Accel 14 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
Interrupt 2
PC12
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
Interrupt 1
PC14
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

Accel 14 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

该库包含 Accel 14 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • accel14_check_accel_data_ready - 检查加速度数据就绪功能

  • accel14_get_temperature - 获取温度功能

  • accel14_read_accel - 读取加速度数据功能

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 Accel14 Click example
 * 
 * # Description
 * This application measures accelermeter data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * SPI, check device ID, sets default configuration, also write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example which demonstrates the use of Accel 14 Click board.
 * Measured and display Acceleration data for X-axis, Y-axis and Z-axis.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs write on USB uart changes for every 1 sec.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "accel14.h"

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

static accel14_t accel14;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    accel14_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.

    accel14_cfg_setup( &cfg );
    ACCEL14_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    accel14_init( &accel14, &cfg );

    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "   Driver init done   \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------- \r\n" );
    log_printf( &logger, " Communication check  \r\n" );

    if ( accel14_check_communication( &accel14 ) == ACCEL14_CHECK_ID_SUCCESS )
    {
        log_printf( &logger, "       SUCCESS        \r\n" );
        log_printf( &logger, "--------------------- \r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "        ERROR         \r\n" );
        log_printf( &logger, "   Reset the device   \r\n" );
        log_printf( &logger, "--------------------- \r\n" );
        for ( ; ; );
    }

    log_printf( &logger, " Set default config.  \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------- \r\n" );
    accel14_default_cfg( &accel14 );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "  Acceleration data:  \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------- \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    accel14_accel_t accel_data;
    uint8_t data_ready_flag;

    data_ready_flag = accel14_check_accel_data_ready( &accel14 );
    Delay_ms ( 10 );

    if ( data_ready_flag == ACCEL14_NEW_DATA_AVAILABLE )
    {
        accel14_get_data ( &accel14, &accel_data );

        log_printf( &logger, "  Accel X : %d \r\n", accel_data.x );
        log_printf( &logger, "  Accel Y : %d \r\n", accel_data.y );
        log_printf( &logger, "  Accel Z : %d \r\n", accel_data.z );
        log_printf( &logger, "--------------------- \r\n" );
        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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