初学者
10 分钟

使用TLI493D-A2B6和STM32G431RB测量三轴(X、Y、Z)磁场

适用于详细的磁场分析或磁场方向和强度至关重要的应用

Magneto 6 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Magneto 6 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

开发能够进行精确 3D 磁场映射的系统,用于创新的机器人技术、导航和安全应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Magneto 6 Click 基于 Infineon 的 TLI493D-A2B6,这是一种带有 I2C 接口的低功耗三维霍尔效应传感器。该传感器在其小型 6 引脚封装中直接测量磁场的 X、Y 和 Z 分量。该传感器提供准确的三维感应,功耗极低,由三个主要功能单元组成。首先是电源模式控制系统,包括低功耗振荡器、基本偏置、精确重启、欠压检测和快速振荡器。其次是感应单元,包含霍尔偏置、多路复用器的霍尔探头、连续跟踪 ADC 和温度传感器。第三,I2C 接口包含寄存器文件。该传感器 IC 的一些主要特性是 ±160 mT 的 3D 磁通密度

感应、每个测量方向的 12 位数据分辨率加上 10 位温度传感器、可编程的磁通分辨率低至 65 μT,以及用于向微控制器指示有效测量的中断信号。该传感器配备不同的模式和数字通信接口,具有良好的适应性。I2C 接口可以在任何电源模式下访问。中断功能与 I2C SCL 引脚复用,可用于指示测量完成。使用中断线是可选的,但强烈建议使用以确保传感器数据的正确和有效读取。Magneto 6 Click 非常适合测量磁场内的三维运动、线性滑动运动或 360° 角度旋转。磁测量值以符号 Bx、By 和 Bz 在寄存器中以 12 位或 8 位分

辨率的二补数形式提供。默认情况下,温度测量已激活。如果不需要温度测量,可以禁用以提高磁值重复的速度。此 Click 板™ 使用 I2C 通信接口,设计仅在 3.3V 逻辑电平下运行。在将 Click 板™ 用于 5V 逻辑电平的 MCU 之前,应进行适当的逻辑电压电平转换。有关 TLI493D-A2B6 的更多信息可以在附带的数据表中找到。Click 板™ 配备了一个包含易于使用的函数和用法示例的库,可用作开发的参考。

Magneto 6 Click hardware overview 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
Interrupt Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC14
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

Magneto 6 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
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU Access MB 1 Micro B Conn - upright/background 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 Magneto 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • magneto6_read_data - 此功能读取 3 轴磁场传感器的测量值(单位为 mT)和温度传感器的测量值(单位为摄氏度)

  • magneto6_read_reg - 此功能通过使用 I2C 串行接口从所选寄存器开始读取所需数量的数据字节

  • magneto6_write_reg - 此功能通过使用 I2C 串行接口向所选寄存器写入一个数据字节

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 Magneto 6 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Magneto 6 click board by reading
 * the magnetic field strength from 3 axes as well as the ambient temperature measurements.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Reads data from the sensor and displays them on the USB UART once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "magneto6.h"

static magneto6_t magneto6;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    magneto6_cfg_t magneto6_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.
    magneto6_cfg_setup( &magneto6_cfg );
    MAGNETO6_MAP_MIKROBUS( magneto6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == magneto6_init( &magneto6, &magneto6_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( MAGNETO6_ERROR == magneto6_default_cfg ( &magneto6 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

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

void application_task ( void ) 
{
    magneto6_data_t data_res;
    if ( MAGNETO6_OK == magneto6_read_data ( &magneto6, &data_res ) )
    {
        log_printf( &logger, " X data: %.1f mT\r\n", data_res.x_data );
        log_printf( &logger, " Y data: %.1f mT\r\n", data_res.y_data );
        log_printf( &logger, " Z data: %.1f mT\r\n", data_res.z_data );
        log_printf( &logger, " Temperature: %.2f degC\r\n\n", data_res.temperature );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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