初学者
10 分钟

使用MCP2003B和STM32G431RB扩展车辆传感器网络和其他类似系统中的LIN总线通信能力

广泛用于车辆和工业环境中的LIN总线系统的物理接口

MCP2003B Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

MCP2003B Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

通过LIN(Local Interconnect Network)总线系统,在汽车和工业环境中实现通信。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MCP2003B Click基于Microchip的MCP2003B,这是一款LIN收发器。该收发器具有内部电路的短路和过温保护功能。它设计用于汽车环境中,在满足所有严格的静态要求的同时,可以在指定的瞬态条件下工作。MCP2003B具有非常高的电磁免疫性(EMI)、60V负载转储保护、高静电放电(ESD)免疫性,无需TVS,以及非常高的抗射频干扰能力。它还可以在低功耗模式下工作,并具有自动热关闭功能。其中一种保护是直接电容耦合鲁棒性,无需瞬态电压抑制器(TVS)的±35V和±85V在LBUS上,地线丢失保护、反向供电保护等。MCP2003B Click有四种操作模式:电源关闭模式、准备模式、工作模式和发送器关闭模式。在电源关闭模式下,即最低功耗模式下,除唤醒引脚(LWK在未安装的标头上)外,所有功能都关闭。LIN总线活动通常会在70μs内将设备从电源关闭模式切换到准备模式。在准备模

式下,接收器已启动并准备接收数据,而发送器被禁用。在工作模式下,所有内部模块都是可操作的。当由于故障条件而禁用发送器时,例如由于热超载、总线争用、RSD监 视和TXD定时器到期而达到发送器关闭模式。对于典型的主节点应用,MCP2003B要求将芯片的LBUS线连接到LIN总线的VBB,可通过安装了L-PULL跳线实现。在其他场景中,例如LIN从节点,则可以移除此跳线。为了与主机MCU通信,MCP2003B使用UART接口,默认使用常用的UART RX和TX引脚作为其通信协议,用于传输和交换数据。RX引脚由内部监控,必须保持高电平,而操作模式下的LBUS处于低位状态。否则,将创建内部故障,并且设备将转换为发送器关闭模式。一个电压调节器感应电路,由MCP1804调节器组成,并通过MCP2003B本身进行控制,连接到RX引脚,当LBUS线处于低电平时(RX处于高逻辑状态)内部监控RX引脚。

如果RX引脚处于开路状态,则不会允许设备切换(或保持)在操作模式。这就是为什么 RX引脚通过拉高2.2kΩ电阻连接到有效供电的电压调节器的原因。CS SEL跳线可用于将MCP2003B的片选引脚永久连接到逻辑高电平(默认设置),从而始终启用,或者MCU通过mikroBUS™插座的CS执行此功能。额外的引脚LWK(CS在mikroBUS™插座上)、CS(MCP2003B上的唤醒引脚)、TX和RX也可以上方的mikroBUS™使用,并且可用于外部控制。唤醒从电源关闭模式可以仅通过此标头的LWK引脚进行控制。RXD、TXD、CS和LWK引脚具有耐高电压能力。此Click板™只能使用3.3V逻辑电压级操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级转换。但是,Click板™配备有包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

MCP2003B 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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Voltage Regulator Monitor
PA15
AN
NC
NC
RST
Chip Select
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA3
TX
UART RX
PA2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

MCP2003B 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

这个库包含了MCP2003B Click驱动程序的API。

关键函数:

  • mcp2003b_generic_write - 使用UART串行接口写入指定数量的数据字节的函数

  • mcp2003b_generic_read - 使用UART串行接口读取指定数量的数据字节的函数

  • mcp2003b_set_cs_pin - 设置芯片选择(CS)引脚逻辑状态的函数

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 MCP2003B Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an MCP2003B click board by showing
 * the communication between the two click board configured as a receiver and transmitter.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger and displays the selected application mode.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or 
 * sends the desired message every 3 seconds.
 *
 * @note
 * The click boards should be connected as follows: VBB->VBB, LBUS->LBUS, GND->GND.
 * The communication power supply voltage provided on VBB pin should be in range from 5.5V to 30V.
 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mcp2003b.h"

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

#define DEMO_TEXT_MESSAGE   "MIKROE - MCP2003B click board\r\n"

static mcp2003b_t mcp2003b;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    mcp2003b_cfg_t mcp2003b_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.
    mcp2003b_cfg_setup( &mcp2003b_cfg );
    MCP2003B_MAP_MIKROBUS( mcp2003b_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == mcp2003b_init( &mcp2003b, &mcp2003b_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    mcp2003b_generic_write( &mcp2003b, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_printf( &logger, "%s", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    Delay_ms( 3000 ); 
#else
    uint8_t rx_data = 0;
    if ( mcp2003b_generic_read( &mcp2003b, &rx_data, 1 ) > 0 )
    {
        log_printf( &logger, "%c", rx_data );
    }
#endif
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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