揭示我们 SPI 扩展解决方案的简单性和高效性,提供了一种可访问且有效的方式来实现长距离数据传输,彻底改变您的连接和通信方式。
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硬件概览
它是如何工作的?
SPI Extend Click 基于 LTC4332,这是一款为高噪声工业环境设计的 2MHz 点对点 SPI 总线扩展器,由 Analog Devices 提供。SPI 总线通过±60V 故障保护差分收发器延伸到两对双绞线。LTC4332 扩展的 25V 共模电压范围使其能够跨越不同的接地电位桥接。此 Click board™ 具有三个扩展从选择 (SS1, SS2, SS3),具有独立的可编程 SPI 模式,并支持链路上的外部隔离。SS1 从选择输出引脚在 SPI 通信中用作标准 CS 引脚,而另外两个引脚 SS2 和 SS3 在本地侧作为 mikroBUS 标准的 GPIO 输出引脚。为了实现此 Click board™ 的完整功能,有必要使用带 RJ45 连接器的交叉双绞线电缆,这些电缆与以太网设备使用的电
缆相同。除了扩展功能外,此 Click board™ 还支持本地到远程控制和中断功能。通过集成的高性能差分收发器进行链路通信,本地 SPI 主机可以使用差分对类型电缆访问远程从设备,最远可达 1200 米。由于 SPI Extend Click 的双重功能,用户需要设置 Click board™ 的工作模式,通过将板载 MODE SEL 开关设置为适当位置来调整(设置为低以用于本地 SPI 从模式或设置为高以用于 SPI 主模式)。SPI Extend Click 使用 SPI 串行接口与 MCU 通信,仅支持 SPI 模式(0,0)和(1,1),最大 SPI 频率为 2 MHz。LTC4332 提供单独的从选择引脚 SSC,允许用户访问内部控制接口进行配置和监控。它还具有一个中
断引脚 (INT),在本地模式下作为开漏输出,在远程模式下作为输入。在远程侧,INT 是一个输入引脚,可以连接到远程 SPI 设备,而在本地侧,INT 作为开漏输出,可以连接到共享的本地中断线上。除了模式选择外,SPEED SEL 跳线用于选择链路波特率和远程 SCK 时序参数,链路状态 LED 指示灯在设备成功建立本地和远程侧之间的链路通信时激活。此 Click board™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线。此外,该 Click board™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。
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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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 SPI Extend Click 驱动程序的 API。
关键功能:
spiextend_get_config
- 获取 LTC4332 SPI 扩展器在 SPI Extend Click 上的坚固差分链路配置的功能spiextend_set_config
- 设置 LTC4332 SPI 扩展器在 SPI Extend Click 上的坚固差分链路配置的功能spiextend_get_status
- 获取 LTC4332 SPI 扩展器在 SPI Extend Click 上的坚固差分链路状态的功能
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 SPIExtend Click example
*
* # Description
* In this example, if the connection is established, we read Accel axis of the connected
* Accel 14 Click boards to the SPI Extend Click ( Remote Mode ) which is connected by a LAN cable to
* SPI Extend Click ( Local Mode ) placed in the mikroBUS 1. 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.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes SPI, sets INT pin as input and AN, RST, CS nad PWM pins as outputs and begins to write log.
* Also, initialization driver enables - SPI, set default configuration of the Accel 14 Click
* connected to the SPI Extend Click ( Remote Mode ).
*
* ## Application Task
* If the click is connected properly then the status becomes active and the X-axis coordinate is printed first on the UART terminal,
* then Y and finally Z. After 1s the process is repeated.
* In case an error has occurred, printed "LINK is not established" on UART Terminal.
*
* Additional Functions :
* - void spiextend_accel14_get_axis ( uint8_t axis_out_reg ) - SPI Extend reading axis function.
* - void spiextend_display_status ( uint8_t check_status ) - SPI Extend check display status function.
*
* @author Jelena Milosavljevic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "spiextend.h"
static spiextend_t spiextend;
static log_t logger;
static int16_t axis;
spiextend_status_data_t spiextend_status;
/**
* @brief SPI Extend reading axis function.
* @details This function is used for reading axis.
* @param[in] axis_out_reg : Data from the register.
* @return Nothing.
*/
void spiextend_accel14_get_axis ( uint8_t axis_out_reg );
/**
* @brief SPI Extend check display status function.
* @details This function is used for check display status.
* @param[in] check_status : Display data.
* @return Nothing.
*/
void spiextend_display_status ( uint8_t check_status );
void application_init ( void ) {
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
spiextend_cfg_t spiextend_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 \r\n" );
// Click initialization.
spiextend_cfg_setup( &spiextend_cfg );
SPIEXTEND_MAP_MIKROBUS( spiextend_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = spiextend_init( &spiextend, &spiextend_cfg );
if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) {
log_error( &logger, " Application Init Error. \r\n" );
log_info( &logger, " Please, run program again... \r\n" );
for ( ; ; );
}
spiextend_default_cfg( &spiextend);
log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
log_printf( &logger, " SPI Extend Click \r\n" );
log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
Delay_ms ( 100 );
spiextend_get_status( &spiextend, &spiextend_status );
log_printf( &logger, " LINK : " );
spiextend_display_status( spiextend_status.nlink );
log_printf( &logger, " INT : " );
spiextend_display_status( spiextend_status.nint );
log_printf( &logger, " Remote INT : " );
spiextend_display_status( spiextend_status.rmt_nint );
log_printf( &logger, " Speed Index : %d\r\n", ( uint16_t ) spiextend_status.speed_idx );
log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
Delay_ms ( 100 );
log_printf( &logger, " >>> Accel 14 <<< \r\n" );
log_printf( &logger, " Set default config. \r\n" );
spiextend_rmt_write ( &spiextend, SPIEXTEND_ACCEL14_REG_CTRL1_XL | SPIEXTEND_ACCEL14_SPI_WRITE,
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL1_XL_POWER_UP |
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL1_XL_HIGH_RES_FS |
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL1_XL_GSEL_4G,
SPIEXTEND_SLAVE_SELECT_SS1 );
Delay_ms ( 100 );
spiextend_rmt_write ( &spiextend, SPIEXTEND_ACCEL14_REG_CTRL3_C | SPIEXTEND_ACCEL14_SPI_WRITE,
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL3_C_BOOT_NORMAL |
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL3_C_BDU_READ_UPDATE |
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL3_C_INT_ACTIVE_HIGH |
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL3_C_PP_OD_PUSH_PULL |
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL3_C_SIM_SPI_4_WIRE |
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL3_C_IF_INC_ENABLE |
SPIEXTEND_ACCEL14_CTRL3_C_SW_RESET_DIS,
SPIEXTEND_SLAVE_SELECT_SS1 );
Delay_ms ( 100 );
log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
log_printf( &logger, " Acceleration data: \r\n" );
log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
Delay_ms ( 100 );
log_info( &logger, " Application Task \r\n" );
}
void application_task ( void ) {
// Task implementation.
spiextend_get_status( &spiextend, &spiextend_status );
if ( spiextend_status.nlink == SPIEXTEND_STATUS_ACTIVE ) {
spiextend_accel14_get_axis( SPIEXTEND_ACCEL14_REG_OUTX_L_A );
Delay_ms ( 10 );
log_printf( &logger, " Accel X : %d \r\n", axis );
spiextend_accel14_get_axis( SPIEXTEND_ACCEL14_REG_OUTY_L_A );
Delay_ms ( 10 );
log_printf( &logger, " Accel Y : %d \r\n", axis );
spiextend_accel14_get_axis( SPIEXTEND_ACCEL14_REG_OUTZ_L_A );
Delay_ms ( 10 );
log_printf( &logger, " Accel Z : %d \r\n", axis );
log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
Delay_ms ( 1000 );
}
else {
log_printf( &logger, " LINK not established\r\n" );
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;
}
void spiextend_accel14_get_axis ( uint8_t axis_out_reg ) {
uint16_t rx_val;
uint8_t lbs;
uint8_t mbs;
lbs = spiextend_rmt_read( &spiextend, axis_out_reg| SPIEXTEND_ACCEL14_SPI_READ,
SPIEXTEND_SLAVE_SELECT_SS1 );
axis_out_reg++;
mbs = spiextend_rmt_read( &spiextend, axis_out_reg | SPIEXTEND_ACCEL14_SPI_READ,
SPIEXTEND_SLAVE_SELECT_SS1 );
rx_val = mbs;
rx_val <<= 8;
rx_val |= lbs;
axis = ( int16_t ) rx_val;
}
void spiextend_display_status ( uint8_t check_status ) {
if ( check_status == SPIEXTEND_STATUS_ACTIVE ) {
log_printf( &logger, " ON \r\n" );
} else {
log_printf( &logger, " OFF \r\n" );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END