初学者
10 分钟

使用ADS127L11和STM32G431RB将模拟输入提供清晰、准确的数字输出

从波形到奇迹:以无与伦比的精度转换信号

ADC 23 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

ADC 23 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

释放模拟信号的全部潜力,它们将转化为数字清晰度的领域,在信号转换方面树立新的标准。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ADC 23 Click 基于德州仪器的 ADS127L11,这是一款宽带 24 位 Δ-Σ 模数转换器。数字滤波器可配置为宽带或低延迟操作,以优化宽带交流性能或直流信号的数据吞吐量。它经过优化,可在低功耗下提供高分辨率。Δ-Σ 解调器生成低分辨率、高频数据,然后去除噪声。数字滤波器同时抽取和滤波调制器数据,从而提供高分辨率的最终输出数据。ADS127L11 集成了输入和参考缓冲器,以减少信号负载。您可以选择板载 ADR4525,这是来自 Analog Devices 的超低噪声高精度电压参考,作为参考电压。或者,您可

以通过 VEXT 接头选择外部电压参考。选择可以通过 VREF SEL 跳线进行。默认设置为 2.5V 的内部电压参考。ADC 可以使用外部时钟或内部振荡器操作。高速度模式下时钟的标称值为 25.6MHz,低速度模式下为 3.2MHz。您可以通过 CLK 接头添加外部振荡器。ADC 的模拟输入是差分的,输入定义为差分电压,为获得最佳性能,您应该驱动差分信号输入。为此,ADC 23 Click 配备了两个 SMA 连接器。ADC 23 Click 使用标准的 4 线 SPI 串行接口与主 MCU 通信,支持 SPI 模式 1。ADC 可以通过 

RST 引脚复位。启动 STR 引脚同步数字处理,如果 STR 引脚处于高电平逻辑状态,ADC 立即开始转换,每次转换时数据准备 DRY 引脚脉冲。延迟定义为从同步到 DRY 引脚下降沿的时间。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易于使用的功能和示例代码的库,可用于进一步开发。

ADC 23 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
Reset / ID SEL
PC12
RST
SPI Select / ID COMM
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
Conversion Start
PC8
PWM
Data Ready
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ADC 23 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
LTE Cat.1 6 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 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 ADC 23 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • adc23_get_voltage - ADC 23 读取电压水平功能。

  • adc23_read_conversion_data - ADC 23 读取转换数据功能。

  • adc23_start_conversion - ADC 23 开始转换功能。

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 main.c
 * @brief ADC 23 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the ADC 23 Click board™ 
 * by reading and writing data by using SPI serial interface and reading results of AD conversion.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of SPI module and log UART.
 * After driver initialization, the app executes a default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application reads the voltage levels from analog input and displays the results.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "adc23.h"

static adc23_t adc23;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    adc23_cfg_t adc23_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.
    adc23_cfg_setup( &adc23_cfg );
    ADC23_MAP_MIKROBUS( adc23_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == adc23_init( &adc23, &adc23_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( ADC23_ERROR == adc23_default_cfg ( &adc23 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    static float voltage = 0.0;
    if ( ADC23_OK == adc23_get_voltage( &adc23, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, " Voltage : %.2f [mV]\r\n", voltage );
        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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