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使用 MT8870D 和 STM32G431RB 准确、轻松地检测 DTMF 音调

革命性的音调解码:揭开终极 DTMF 接收器的面纱

DTMF Decoder Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

DTMF Decoder Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

探索一款前沿的DTMF接收器,它无缝结合了带分割滤波和数字解码,实现对所有16个DTMF音对的检测和解码,将其解码为4位代码。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DTMF Decoder Click基于Microchip Technology的MT8870D,这是一款集成的DTMF接收器,具有增强的灵敏度。它具有低功耗和高性能。它由一个带分割滤波器部分组成,将高组和低组音调分开,然后是一个数字计数部分,它在将相应的代码传递到输出总线之前验证接收到的音调的频率和持续时间。此Click board™有两种检测音调的方式:一种是使用3.5mm插孔的手机,它将DTMF信号提供给MT8870D解码器,另一种是使用板载麦克风来监听由手机生成的DTMF音调。MT8870D使用数字计数技术将所有16个

DTMF音对解码为4位代码。DTMF解码器Click通过标准I2C 2-Wire接口与MCU通信,标准模式下的时钟频率可高达100kHz,快速模式下可达400kHz。使用PCA9536端口扩展器通过I2C通信与MCU通信,可以以二进制形式直观显示按下的数字。然后,使用四个红色LED(从Q1到Q4)在板的右上角以二进制形式直观显示数字。此Click board™还具有一个功耗关闭功能,通过标记为PWD的mikroBUS™插座上的CS引脚进行路由。将逻辑高应用到PWD引脚上将关闭设备,以最小化待机

模式下的功耗,这将停止振荡器和滤波器的功能。此外,它使用标记为STD的mikroBUS™的中断引脚,具有额外的LED指示器,用于表示已注册接收到的音调对,并使用INH引脚抑制表示字符A、B、C和D的音调的检测。输出代码将保持与先前检测到的代码相同。此Click board™可以使用通过VCC SEL跳线选择的3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,既可以使3.3V又可以使5V的MCU正确使用通信线路。此外,此Click board™配备有包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

DTMF Decoder 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

NC
NC
AN
Inhibit Mode
PC12
RST
Power Down Mode
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
New Tone Indicator
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DTMF Decoder 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

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 DTMF Decoder Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dtmfdecoder_tone_read - 此函数读取最后注册的音调并以字符格式返回解码数据。

  • dtmfdecoder_delayed_steering_check - 此函数检查StD引脚的状态。

  • dtmfdecoder_powerdown_off - 此函数启动设备以及振荡器。

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 DTMFDecoder Click example
 *
 * # Description
 * This example shows the basic tone capture of
 * DTMF frequencies, decoding and representing
 * them on the UART LOG.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes I2C and UART LOG drivers and powers
 * on the device.
 *
 * ## Application Task
 * Checks the delayed steering for incoming tones
 * and decoding them on the UART LOG. Holding the
 * same key will recognize multiple tone generation,
 * the tone register delay constant can be set to
 * adjust the tolerance.
 *
 * @author Stefan Nikolic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dtmfdecoder.h"

static dtmfdecoder_t dtmfdecoder;
static log_t logger;

static const uint16_t tone_register_delay = 200;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;                  /**< Logger config object. */
    dtmfdecoder_cfg_t dtmfdecoder_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.

    dtmfdecoder_cfg_setup( &dtmfdecoder_cfg );
    DTMFDECODER_MAP_MIKROBUS( dtmfdecoder_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = dtmfdecoder_init( &dtmfdecoder, &dtmfdecoder_cfg );
    if ( init_flag == I2C_MASTER_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    dtmfdecoder_default_cfg ( &dtmfdecoder );
    Delay_ms( 100 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) {
    uint8_t result;
    
    if ( dtmfdecoder_delayed_steering_check( &dtmfdecoder ) ) {
        result = dtmfdecoder_tone_read( &dtmfdecoder );
        log_printf( &logger, " Detected key tone:\t%c\r\n", result );
        Delay_ms( tone_register_delay );
    }
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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