初学者
10 分钟

使用AS5013和STM32G474RE实现无限控制

小巧却强大!

Joystick Click with Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Joystick Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

通过向不同方向移动旋钮来控制设备或系统。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Joystick Click 基于 ams AG 的 AS5013 和 N50P105,这是一个迷你磁性摇杆模块和一个完整的霍尔传感器 IC。N50P105 基于无接触磁性运动检测的智能导航键概念。这正是为什么这款 Click board™ 由于磁性无接触感应而具有高可靠性。另一方面,安装在摇杆中的二维线性编码器 AS5013 通过 I2C 接口直接提供 X 和 Y 坐标,从而形成一个高品质的摇杆。AS5013 包括五个集成的霍尔感应元件,用于检测高 达 ±2mm 的横向位移,高分辨率 ADC,XY 坐标和运

动检测引擎,与智能电源管理控制器结合。X 和 Y 位置坐标以及每个霍尔传感器元件的磁场信息通过符合 I2C 的 2 线接口传输给宿主 MCU,最大时钟频率为 3.4MHz。此外,AS5013 允许使用标有 I2C ADD 的 SMD 跳线选择其 I2C 从属地址的最低有效位(LSB)。这块板的一个额外特性是集成的机械按键,内置在 N50P105 摇杆中,提供一个可以通过标记为 TST 的 mikroBUS™ 插座上的 CS 引脚数字跟 踪的“选择”功能。除了其通过 mikroBUS™ 插座的

 INT 引脚路由的中断功能外,AS5013 还提供了一个激活低电平的复位功能,通过 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚路由。这款 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在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水平转换。然而,这款 Click board™ 配备了一个包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Joystick Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G474R 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 STM32G474RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G474RE front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

128k

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
PC12
RST
Pushbutton Detection
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

Joystick 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 STM32G474RE 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
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

此库包含 Joystick Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • joystick_get_position - 获取摇杆位置的函数。

  • joystick_press_button - 获取摇杆按钮状态的函数。

  • joystick_soft_reset - 通用软复位功能。

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 Joystick Click example
 * 
 * # Description
 * This application configures and enables use of the joystick.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - device,
 *  sets default configuration and starts write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * (code snippet) This is a example which demonstrates the use of Joystick Click board.
 * Joystick Click communicates with register via I2C by write and read from register,
 * read joystick position and press button state.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart when the sensor is triggered.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "joystick.h"

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

static joystick_t joystick;
static log_t logger;

uint8_t position;
uint8_t button_state;
uint8_t position_old = 1;
uint8_t button_state_old = 1;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    joystick_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.

    joystick_cfg_setup( &cfg );
    JOYSTCIK_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    joystick_init( &joystick, &cfg );

    Delay_ms( 100 );

    joystick_default_cfg( &joystick );

    log_printf( &logger,  "*********************\r\n" );
    log_printf( &logger,  "    Configuration    \r\n" );
    log_printf( &logger,  "*********************\r\n" );
    log_printf( &logger,  "    Joystick Click   \r\n" );
    log_printf( &logger,  "*********************\r\n" );

    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    //  Task implementation.

    button_state = joystick_press_button( &joystick );

    position = joystick_get_position( &joystick );

    Delay_ms( 10 );

    if ( ( button_state == 1 ) && ( button_state_old == 0 ) )
    {
        button_state_old = 1;

        log_printf( &logger, "  Button is pressed \r\n" );
        log_printf( &logger, "*********************\r\n" );
    }

    if ( ( button_state == 0 ) && ( button_state_old == 1 ) )
    {
        button_state_old = 0;
    }

    if ( position_old != position )
    {
        switch ( position )
        {
            case 0 :
            {
                log_printf( &logger,"    Start position    \r\n" );
                break;
            }
            case 1 :
            {
                log_printf( &logger, "         Top    \r\n" );
                break;
            }
            case 2 :
            {
                log_printf( &logger, "      Top-Right    \r\n" );
                break;
            }
            case 3 :
            {
                log_printf( &logger, "        Right    \r\n" );
                break;
            }
            case 4 :
            {
                log_printf( &logger, "     Bottom-Right    \r\n" );
                break;
            }
            case 5 :
            {
                log_printf( &logger, "        Bottom    \r\n" );
                break;
            }
            case 6 :
            {
                log_printf( &logger, "     Bottom-Left    \r\n" );
                break;
            }
            case 7 :
            {
                log_printf( &logger, "         Left    \r\n" );
                break;
            }
            case 8 :
            {
                log_printf( &logger, "       Top-Left    \r\n" );
                break;
            }
        }

        log_printf( &logger, "*********************\r\n" );

        position_old = position;

        Delay_ms( 100 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}


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

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