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30 分钟

使用 MAX7317 和 STM32G431RB 轻松与多个设备通信

拓展您的视野:释放多端口 I/O 魔力!

Expand 8 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Expand 8 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

通过我们的多端口I/O扩展器增强您的电子项目的连接性和多功能性,该扩展器具有双向输入/输出功能,实现无缝数据流和控制扩展。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Expand 8 Click基于MAX7317,这是Analog Devices提供的一款通用输入/输出(GPIO)外围设备,提供10个I/O端口,P0到P9,通过高速SPI兼容串行接口控制。每个端口P0到P9可以配置为开漏、电流下沉输出(最大额定电流为20mA)、CMOS输入或开漏输出。负载应连接到不高于7V的电源电压。MAX7317包含十个8位内部寄存器,这些寄存器的地址为0x00

到0x09,每个控制一个I/O端口。向输出寄存器写入0x00将端口设置为逻辑低输出,写入0x01将端口设置为逻辑高输出或逻辑输入。Expand 8 Click通过16位4线串行接口与MCU通信,兼容标准SPI、QSPI™和MICROWIRE™,在3.3V电源上保证以35Mbps的速度运行。在上电序列期间,MAX7317的所有控制寄存器处于复位状态。上电状态将I/O端口P0到P9设置为高阻

抗状态,并将设备置于关断模式。当MAX7317断电时,I/O端口P0–P9保持高阻抗状态,最高可承受8V。因此,它可用于热插拔应用。此Click板™只能在3.3V逻辑电压电平下运行。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。此外,Click板™配备了一个库,包含函数和示例代码,可作为进一步开发的参考。

Expand 8 Click top side image
Expand 8 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
NC
NC
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
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

Expand 8 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 Expand 8 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • expand8_write_data - 通用写数据功能

  • expand8_read_data - 通用读数据功能

  • expand8_set_port - 设置端口功能

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 Expand8 Click example
 *
 * # Description
 * This is an example that demonstrates the use of the Expand 8 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver enables - SPI, also write log.
 *
 * ## Application Task
 * This example is working by toggling each of 10 available ports every 1 second.
 * Results are being sent to the Uart Terminal where you can track their changes.
 *
 * @author Mikroe Team
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "expand8.h"

static expand8_t expand8;
static log_t logger;
uint8_t select_port;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    expand8_cfg_t expand8_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.

    expand8_cfg_setup( &expand8_cfg );
    EXPAND8_MAP_MIKROBUS( expand8_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = expand8_init( &expand8, &expand8_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
    select_port = EXPAND8_ADDR_OUT_LVL_PORT_P0;
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    expand8_set_port( &expand8, select_port, EXPAND8_SET_LOW_IMPEDANCE );
    
    log_printf( &logger, "     Port P%d - ON\r\n", ( uint16_t ) select_port );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - -\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
    
    expand8_set_port( &expand8, select_port, EXPAND8_SET_HIGH_IMPEDANCE );
    
    log_printf( &logger, "     Port P%d - OFF\r\n", ( uint16_t ) select_port );
    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
    
    select_port++;

    if ( select_port > EXPAND8_ADDR_OUT_LVL_PORT_P9 ) 
    {
        select_port = EXPAND8_ADDR_OUT_LVL_PORT_P0;
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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