初学者
10 分钟

使用TLC5925和STM32G474RE为电子项目添加旋钮和视觉反馈

在各种应用中创建视觉效果和指示器

Rotary W 2 Click with Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Rotary W 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

通过提供一个带有16个白色LED环的精密输入旋钮,并提供视觉反馈,来增强电子设计。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Rotary W 2 Click基于德州仪器的TLC5925,这是一款低功率的16通道恒流LED沉降驱动器,结合了来自ALPS的高品质旋转编码器EC12D1564402,使您能够在设计中添加一个精密的输入旋钮。EC12D1564402增量旋转编码器被16个绿色LED环所包围,其中一个单独的旋转被分成15个离散步骤(与电位器相反,旋转编码器可以连续旋转)。驱动器可以单独控制每个LED,允许编程各种照明效果。编码器在两个mikroBUS™线上输出A和B信号(相位

差),同时旋钮按钮特性通过中断线输出。EC12D1564402是一个带有按钮的15脉冲增量旋转编码器。该编码器具有独特的机械规格(其内部开关的去抖时间为2ms),并且可以承受大量的切换周期,高达30,000次。支持去抖动电路允许接触在输出完全触发之前稳定下来。Rotary W 2 Click使用TLC5925 LED驱动器的标准4线SPI串行接口与主机MCU通信,支持最高30MHz的时钟频率。旋转编码器旋转时,在两个mikroBUS™线,即mikroBUS™

插座的ENA和ENB引脚上输出A和B信号(相位差),同时通过SW引脚(中断线)输出按钮接触。使用两个德州仪器的SN74LVC1T45单位双供电总线收发器进行逻辑电平转换。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既能使用3.3V又能使用5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Rotary W 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G474R 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 STM32G474RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G474RE front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

128k

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
ID SEL
PC12
RST
SPI Select / ID COMM
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
Switch Output
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!”

Click board™ 原理图

Rotary W 2 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 STM32G474RE 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

此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:

  • Application Output - 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。

软件支持

库描述

该库包含 Rotary W 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rotaryw2_set_led_pos - 设置Rotary W 2 LED位置的函数。

  • rotaryw2_set_led_data - 设置Rotary W 2 LED数据的函数。

  • rotaryw2_get_state_switch - 获取Rotary W 2开关状态的函数。

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 Rotary W 2 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains the API for the Rotary W 2 Click driver 
 * to control LEDs states and a rotary encoder position readings.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of SPI module and log UART.
 * After the driver init, the app executes a default configuration and turn off all LEDs.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Rotary W 2 Click board™.
 * The demo example shows the functionality of a rotary encoder used to control LEDs.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rotaryw2.h"

#define ROTARYW2_ONE_LED          ROTARYW2_SET_LED_DATA_1
#define ROTARYW2_TWO_LED          ROTARYW2_SET_LED_DATA_1  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_9
#define ROTARYW2_FOUR_LED         ROTARYW2_SET_LED_DATA_1  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_5  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_9  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_13 
#define ROTARYW2_EIGHT_LED        ROTARYW2_SET_LED_DATA_1  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_3  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_5  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_7  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_9  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_11 | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_13 | ROTARYW2_SET_LED_DATA_15
#define ROTARYW2_EIGHT_LED_INV    ROTARYW2_SET_LED_DATA_2  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_4  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_6  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_8  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_10 | ROTARYW2_SET_LED_DATA_12 | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_14 | ROTARYW2_SET_LED_DATA_16

static rotaryw2_t rotaryw2;
static log_t logger;

static uint8_t start_rot_status = 0;
static uint8_t led_demo_state = 0;
static uint8_t old_state = 0;
static uint8_t new_state = 1;
static uint8_t old_rot_state = 0;
static uint8_t new_rot_state = 1;
static uint16_t led_data = 1;

/**
 * @brief Rotary W 2 select LED demo data function.
 * @details This function selects one of the four LED demo data 
 * based on the current state of the LED demo.
 * @return LED demo data:
 *         @li @c 0x0001 (ROTARYW2_ONE_LED)   - Turn ON LED[1],
 *         @li @c 0x0101 (ROTARYW2_TWO_LED)   - Turn ON LED[1,9],
 *         @li @c 0x0101 (ROTARYW2_FOUR_LED)  - Turn ON LED[1,5,9,13],
 *         @li @c 0x5555 (ROTARYW2_EIGHT_LED) - Turn ON LED[1,3,5,7,9,11,13,15].
 */
static uint16_t rotaryw2_sel_led_demo_data ( uint8_t led_demo_state );

/**
 * @brief Rotary W 2 switch detection function.
 * @details This function is used for the switch state detection.
 * @return Nothing.
 */
static void rotaryw2_switch_detection ( void );

/**
 * @brief Rotary W 2 encoder mechanism function.
 * @details This function is used to control the state of the LEDs 
 * by detecting the rotation direction of the rotary encoder.
 * @return Nothing.
 */
static void rotaryw2_encoder_mechanism ( void );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rotaryw2_cfg_t rotaryw2_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.
    rotaryw2_cfg_setup( &rotaryw2_cfg );
    ROTARYW2_MAP_MIKROBUS( rotaryw2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == rotaryw2_init( &rotaryw2, &rotaryw2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( ROTARYW2_ERROR == rotaryw2_default_cfg ( &rotaryw2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    if ( ROTARYW2_OK == rotaryw2_set_led_data( &rotaryw2, led_data ) )
    {
        rotaryw2_switch_detection( );
        rotaryw2_encoder_mechanism( );
    }
}

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

    return 0;
}

static uint16_t rotaryw2_sel_led_demo_data ( uint8_t led_demo_state ) 
{
    switch ( led_demo_state ) 
    {
        case 0: 
        {
            return ROTARYW2_ONE_LED;
            break;
        }
        case 1: 
        {
            return ROTARYW2_TWO_LED;
            break;
        }
        case 2: 
        {
            return ROTARYW2_FOUR_LED;
            break;
        }
        case 3: 
        {
            return ROTARYW2_EIGHT_LED;
            break;
        }
        default: 
        {
            return ROTARYW2_ONE_LED;
            break;
        }
    }
}

static void rotaryw2_switch_detection ( void )
{
    if ( rotaryw2_get_state_switch( &rotaryw2 ) ) 
    {
        new_state = 1;
        if ( (  1 == new_state ) && ( 0 == old_state ) ) 
        {
            old_state = 1;
            led_demo_state = ( led_demo_state + 1 ) % 5;
            if ( 4 == led_demo_state ) 
            {
                for ( uint8_t n_cnt = 0; n_cnt < 10; n_cnt++ )
                {
                    rotaryw2_set_led_data( &rotaryw2, ROTARYW2_EIGHT_LED_INV );
                    Delay_ms( 100 );
                    rotaryw2_set_led_data( &rotaryw2, ROTARYW2_EIGHT_LED );
                    Delay_ms( 100 );
                }
                
                for ( uint8_t led_p = ROTARYW2_SET_LED_POS_1; led_p <= ROTARYW2_SET_LED_POS_16; led_p++ ) 
                {
                    rotaryw2_set_led_pos( &rotaryw2, led_p );
                    Delay_ms( 100 );
                }
                
                led_demo_state = 0;
                led_data = rotaryw2_sel_led_demo_data( led_demo_state );
            }
            else 
            {
                led_data = rotaryw2_sel_led_demo_data( led_demo_state );
            }
        }
    }
    else 
    {
        old_state = 0;
    }
}

static void rotaryw2_encoder_mechanism ( void )
{
    if ( rotaryw2_get_state_ena( &rotaryw2 ) == rotaryw2_get_state_enb( &rotaryw2 ) ) 
    {
        old_rot_state = 0;
        start_rot_status = rotaryw2_get_state_ena( &rotaryw2 ) && rotaryw2_get_state_enb( &rotaryw2 );
    }
    else 
    {
        new_rot_state = 1;
        if ( new_rot_state != old_rot_state ) 
        {
            old_rot_state = 1;
            if ( start_rot_status != rotaryw2_get_state_ena( &rotaryw2 ) ) 
            {
                led_data = ( led_data << 1 ) | ( led_data >> 15 );
            }
            else 
            {
                led_data = ( led_data >> 1 ) | ( led_data << 15 );
            }
        }
    }
}

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

额外支持

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