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ADC 15 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

ADC 15 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

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A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ADC 15 Click基于ADS131M02,这是一款由德州仪器提供的低功耗、双通道、同时采样的24位ΔΣ(Delta-Sigma)模数转换器(ADC),具有低漂移内部参考电压。其动态范围、尺寸、功能集和功耗经过优化,适用于要求同时采样的成本敏感应用。集成的负电荷泵允许绝对输入电压低至-1.3V,使输入信号在单端电源下围绕地电平变化测量成为可能。ADS131M02具有可编程增益放大器(PGA),增益高达128。在增益大于4时启用的集成输入预充电缓冲器确保在高PGA增益设置下的高输入阻抗。ADC从集成的1.2V参考电压接收其参考电压,允许差分输入电压最大为参考电压。ADS131M02的每个通道包含一个数字抽取滤

波器,该滤波器解调ΔΣ调制器的输出。滤波器在高分辨率模式下每通道的数据速率高达32kSPS。可以在通道之间配置样本的相对相位,从而允许精确补偿传感器的相位响应。可以编程偏移和增益校准寄存器,以自动调整输出样本的测量偏移和增益误差。ADC 15 Click通过标准SPI接口与MCU通信,以读取转换数据并配置和控制ADS131M02,支持最常见的SPI模式 - SPI模式1。为了正常运行ADS131M02,必须在CLKIN引脚上连续提供LVCMOS时钟,这通过连接到mikroBUS™插座PWM引脚的CS2引脚激活的LTC6903可编程振荡器实现。时钟频率可以与功耗模式结合进行缩放,以在功耗和动态范围之间提供折衷。通过选择

CLOCK寄存器中的位,可以将设备配置为三种功耗模式之一:高分辨率(HR)模式、低功耗(LP)模式和超低功耗(VLP)模式。此外,此Click board™还使用数据就绪/中断功能,连接到mikroBUS™插座的INT引脚,作为指示主机新转换数据可用的标志,以及连接到RST引脚的复位功能,允许硬件设备复位。此Click board™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。因此,在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。不过,此Click board™配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

ADC 15 Click top side image
ADC 15 Click bottom side 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
PC12
RST
SPI Chip Select
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
LTC6903 Enable
PC8
PWM
Data-Ready / Interrupt
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ADC 15 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 ADC 15 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • adc15_read_voltage - 获取电压值功能。

  • adc15_set_gain - 设置通道增益功能。

  • adc15_set_word_len - 设置字长度功能。

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 ADC15 Click example
 *
 * # Description
 * This example showcases ability of the click board to 
 * read adc data from 2 different channels. It's also configuratable
 * to read data in different output rate, resolutions( word/data len ),
 * and gain.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of communication modules (SPI, UART) and additional
 * pins for control of the device. Sets default configuration, that 
 * sets gain of 1 for both channels(+/-1.2V range) and word/data length
 * of 24bit. In the end reads device ID.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for data ready signal and reads voltage value of both channels,
 * and logs read status and channel voltage level.
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "adc15.h"
#include "math.h"

static adc15_t adc15;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    adc15_cfg_t adc15_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.
    adc15_cfg_setup( &adc15_cfg );
    ADC15_MAP_MIKROBUS( adc15_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = adc15_init( &adc15, &adc15_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag )
    {
        log_error( &logger, " Communication Init. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    } 

    if ( adc15_default_cfg ( &adc15 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration. " );
        for( ; ; );
    }
    
    uint16_t reg_val;
    adc15_reg_read( &adc15, ADC15_REG_ID, &reg_val );
    log_printf( &logger, " > ID: 0x%.4X\r\n", reg_val );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    while ( adc15_data_ready( &adc15 ) );
    float channel1 = 0;
    float channel2 = 0;
    uint16_t status = 0;
    if ( !adc15_read_voltage( &adc15, &status, &channel1, &channel2 ) )
    {
        log_printf( &logger, " > Status: 0x%.4X\r\n", status );
        log_printf( &logger, " > V ch1: %.3f\r\n", channel1 );
        log_printf( &logger, " > V ch2: %.3f\r\n", channel2 );    
        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;
}

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

额外支持

资源

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