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使用基于EC12D1564402和STM32G431RB的LED环绕旋转解决方案轻松导航

绿色旋转,轻松前行!

ROTARY G Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

ROTARY G Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

通过我们革命性的旋转解决方案提升您的体验,该方案由一个发光的绿色 LED 信任圈引导。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ROTARY G Click 基于 Texas Instruments 的两个 SN74HC595 SPI 可配置的 8 位移位寄存器,与高质量的旋转编码器 EC12D1564402 结合使用,使您能够在设计中添加一个精确的输入旋钮。EC12D1564402 增量式旋转编码器被 16 个绿色 LED 的环包围,单次旋转被分为 15 个离散步骤(与电位器不同,旋转编码器可以连续旋转)。这款 Click board™ 是构建各种需要精确输入的人机界面(HMI)应用的理想解决方案,同时也可以为任何应

用添加一些有趣的视觉效果。如前所述,这款 Click  board™ 使用的是 ALPS 的 EC12D1564402,一个带有按钮的 15 脉冲增量式旋转编码器。该编码器具有独特的机械规格(其内部开关的去抖时间降至 2ms)并且能承受多达 30,000 次的切换周期。支持的去抖电路允许在完全触发输出之前联系点稳定。SN74HC595 通过标准 SPI 接口控制环绕编码器的环形排列的每个 LED,最大频率为 5MHz。旋转编码器时,它在两个 mikroBUS™ 线路上输出 A 和 B 信号

(彼此相位不同),AN 和 PWM 引脚的 mikroBUS™ 插座,以及通过 mikroBUS™ 插座的中断线输出的按钮触点。SN74HC595 还具有通过 RST mikroBUS™ 线路使用的重置功能。这款 Click board™ 可以通过 PWR SEL 跳线选择使用 3.3V 和 5V 的逻辑电压级别运行,从而允许 3.3V 和 5V 能力的 MCU 正确使用通信线路。然而,这款 Click board™ 配备了一个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。

ROTARY G 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

Encoder Output B
PA15
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
Encoder Output A
PC8
PWM
Knob Detection
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

ROTARY G 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

此库包含 ROTARY G Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rotaryg_generic_transfer - ROTARY G 数据传输功能

  • rotaryg_turn_on_led_by_position - 此功能根据位置打开 LED。

  • rotaryg_button_push - 如果按钮被按下,此功能返回 1;如果没有被按下,则返回 0。

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 Rotary Y Click example
 *
 * # Description
 * The demo application controls led on click with rotary on board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes SPI driver, set initial states, 
 * set RST logic high and performs device configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Show functionality of Rotary Y Click, rotating and turn on/off led's,
 * using the SPI interface.
 *
 * @note
 * In orther to use all of the clicks functionality, pull down INT pin.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rotaryy.h"

static rotaryy_t rotaryy;
static log_t logger;

static uint8_t start_status;
static uint8_t old_state;
static uint8_t new_state;
static uint8_t old__rot_state;
static uint8_t new_rotate_state;
static uint8_t led_state;
static uint16_t led_data;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rotaryy_cfg_t rotaryy_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.

    rotaryy_cfg_setup( &rotaryy_cfg );
    ROTARYY_MAP_MIKROBUS( rotaryy_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = rotaryy_init( &rotaryy, &rotaryy_cfg );
    if ( init_flag == SPI_MASTER_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
    
    led_data = 0x0001;
    old_state = 0;
    new_state = 1;
    old__rot_state = 0;
    new_rotate_state = 1;
}

void application_task ( void ) {
    rotaryy_turn_on_led_by_data( &rotaryy, led_data );

//     Push button
    if ( rotaryy_button_push( &rotaryy ) ) {
        new_state = 1;
        if ( new_state == 1 && old_state == 0 ) {
            old_state = 1;
            led_state = ( led_state + 1 ) % 5;
            if ( led_state == 4 ) {
                for ( old_state = 0; old_state < 17; old_state++ ) {
                    rotaryy_turn_on_led_by_data( &rotaryy, 0xAAAA );
                    Delay_ms( 100 );
                    rotaryy_turn_on_led_by_data( &rotaryy, 0x5555 );
                    Delay_ms( 100 );
                }

                for ( old_state = 0; old_state < 17; old_state++ ) {
                    rotaryy_turn_on_led_by_position( &rotaryy, old_state );
                    Delay_ms( 100 );
                }

                led_state = 0;
                led_data = rotaryy_get_led_data( led_state );
            }
            else {
                led_data = rotaryy_get_led_data( led_state );
            }
        }
    }
    else {
        old_state = 0;
    }

//     Rotate Clockwise and CounterClockwise
    if ( rotaryy_get_eca_state( &rotaryy ) == rotaryy_get_ecb_state( &rotaryy ) ) {
        old__rot_state = 0;
        start_status = rotaryy_get_eca_state( &rotaryy ) && rotaryy_get_ecb_state( &rotaryy );
    }
    else {
        new_rotate_state = 1;
        if ( new_rotate_state != old__rot_state ) {
            old__rot_state = 1;
            if ( start_status != rotaryy_get_eca_state( &rotaryy ) ) {
                led_data = ( led_data << 1 ) | ( led_data >> 15 );
            }
            else {
                led_data = ( led_data >> 1 ) | ( led_data << 15 );
            }
        }
    }
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

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