初学者
10 分钟

通过INA1620和STM32G431RB提供身临其境的音频体验

感受脉搏,听见不同!

Headphone AMP 3 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Headphone AMP 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

体验前所未有的音频效果——我们的音频放大器经过精心设计,能够捕捉声音的细微差别,提供更丰富、更身临其境的听觉体验。

A

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硬件概览

它是如何工作的?

Headphone AMP 3 Click 基于德州仪器的 INA1620,这是一款具有集成薄膜电阻器和 EMI 滤波器的高保真音频运算放大器。该放大器具有高转换速率、高电容负载驱动能力、高开环增益、每通道低静态电流、低功耗关断模式和热关断功能。内部放大器采用独特的拓扑结构,在消耗最小电源电流的情况下提供高输出电流和极低失真。INA1620 的放大器输入引脚通过背靠背二极管保护免受过大的差分电压影响;因此,在大多数应用中,输入不会产生影响。INA1620 具有两种工作模式:关断模式和启用模式。在关断模式下,INA1620 的功耗最小。然而,在关断模式下将信号施加到输出会寄生地为音频放大器的输出级供电。在启用模式下,INA1620 使用一些技巧来清理信号。INA1620 使

用高效的电磁干扰 (EMI) 抑制来抵抗偏移变化,从而具有更高的 EMI 抑制比 (EMIRR)。板载有两个 3.5mm 音频连接器,用于连接音频源和耳机。INA1620 使用正负电源;在此 Click board™ 上,+5V 和 -5V 电源由德州仪器的 TPS65133 提供,TPS65133 是一款 ±5V、250mA 双输出电源。TPS65133 提供固定的正负 5V,具有 ±1% 的输出电压精度和高效率。它还包括一个升压转换器,可以使用来自 mikroBUS™ 插座的 3.3V 电源。INA1620 在四个模块中集成了薄膜电阻器。您可以使用模块 1 和 4 创建高性能音频电路配置。模块 2 和 3 已经在此 Click board™ 的电路中使用和配置。所有电阻器都是 1K,所有 A 和 C 内部连接到一个 B 点。Headphone AMP 3 Click 附带跳线以

设置这些配置。点连接 R1B 和 R4B 到相应的 A 点。用锋利的刀切断连接并焊接跳线电阻以将 B 点连接到 C。Headphone AMP 3 Click 板使用两个使能引脚与主 MCU 进行连接。ENA 引脚通过逻辑高电平启用 INA1620,因为引脚被拉低。ENP 类似地用于通过逻辑高电平启用 TPS65133 升压和降压-升压转换器,因为引脚被拉低。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平进行操作。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

Headphone AMP 3 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

这些标准小型立体声耳机通过顶级立体声电缆和连接器提供高质量的聆听体验。设计上具备通用兼容性,可以轻松连接到所有MIKROE的mikromedia和多媒体板,是您电子项目的理想选择。额定功率为100mW,耳机在20Hz到20kHz的宽频范围内提供清晰的音频。它们具有100 ± 5dB的灵敏度和32Ω ± 15%的阻抗,确保最佳的音质。Φ15mm的扬声器提供清晰且身临其境的音效。成本效益高且用途广泛,这些耳机非常适合测试您的原型设备,提供经济实惠且可靠的音频解决方案,完美补充您的项目。

Headphone AMP 3 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Power Supply Enable
PC12
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Amplifier Enable
PC8
PWM
NC
NC
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

Headphone AMP 3 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
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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 Headphone AMP 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • headphoneamp3_enable_power - Headphone AMP 3 电源引脚设置功能。

  • headphoneamp3_enable_amp - Headphone AMP 3 放大器引脚设置功能。

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Headphone AMP 3 Click Example.
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Headphone AMP 3 click driver.
 * This demo application shows use of a Headphone AMP 3 click board™.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of GPIO module and log UART.
 * After driver initialization the app set default settings.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Headphone AMP 3 click board™.
 * The app is enabling and disabling headphone output by changing ENA pin state every 10 seconds. 
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "headphoneamp3.h"

static headphoneamp3_t headphoneamp3;   /**< Headphone AMP 3 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    headphoneamp3_cfg_t headphoneamp3_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.
    headphoneamp3_cfg_setup( &headphoneamp3_cfg );
    HEADPHONEAMP3_MAP_MIKROBUS( headphoneamp3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == headphoneamp3_init( &headphoneamp3, &headphoneamp3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }

    headphoneamp3_default_cfg ( &headphoneamp3 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf( &logger, " Enabling headphone output \r\n" );
    headphoneamp3_enable_amp( &headphoneamp3, HEADPHONEAMP3_ENABLE );
    Delay_ms( 10000 );
    
    log_printf( &logger, " Disabling headphone output \r\n" );
    headphoneamp3_enable_amp( &headphoneamp3, HEADPHONEAMP3_DISABLE );
    Delay_ms( 10000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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