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30 分钟

使用ZDU0110RFX和STM32G431RB简化数据交换并增强数据转换

提升数据流:您所需的RS232到I2C转换

RS232 to I2C Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

RS232 to I2C Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

发现我们的RS232到I2C转换器的魔力,实现高效的数据转换,现代化您的通信。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS232 to I2C Click基于ZDU0110RFX,这是一款数字UART接口IC,旨在为您提供来自Zilog的I2C控制的UART接口。ZDU0110RFX提供了全双工异步通信,配备128字节的FIFO(先进先出)缓冲区,分配64字节用于接收和发送操作。该接口桥同时代表了MCU与RS232线驱动器和接收器MAX3232之间的连接,后者通过将其转换为完整的RS232到I2C转换器而使其成为完整的解决方案。MAX3222是一款低功耗、高速高达1Mbps的RS232收发器。在保持RS-232输出电平的同时,以120kbps的数据速率运行。该收发器连接到DB9母连接器,符合TIA/EIA-232-F标准,为用户提供了异步通信控制器与串行端口连接器之间的电气接口。除了RS232 TX和RX信号外,DB-9连接器还携带流控制信号(CTS和RTS),以实现最大的可

靠性。RS232到I2C Click使用标准I2C 2-Wire接口与MCU通信,支持标准模式(100 kHz)和快速模式(400 kHz)操作。此外,ZDU0110RFX允许使用标记为ADDR SEL的板载SMD跳线选择其I2C从机地址。可以通过将SMD跳线位置到标记为0或1的适当位置来进行选择。这款全面可编程的UART IC预配置为以57.6kb/s的速率运行,因此不需要配置即可访问UART或EEPROM。ZDU0110RFX还包含一个4kbit EEPROM和具有可编程中断功能的通用输入/输出(GPIO)。EEPROM可通过I2C通信访问,并配备了可配置的写保护功能,标记为WP,并通过mikroBUS™插座上的CS引脚引出,以及通过mikroBUS™插座上的RST引脚引出的主动低复位信号。WP引脚保护EEPROM存储器免受写操作,必须设置为高逻

辑状态以抑制所有写操作。此外,ZDU0110RFX为UART和GPIO通知提供了单独的可编程中断和中断线。这些中断意味着控制设备不必轮询UART IC以获取数据。中断选择可以通过将标记为INT SEL的SMD跳线位置移到标记为UART或GPIO的适当位置来进行选择,并通过mikroBUS™插座上的INT引脚进行处理。除了来自mikroBUS™插座的UART通信引脚外,用户还可以通过板子左侧的UART外部连接头直接连接TX/RX信号,而之前提到的GPIO引脚可以连接到板子右侧的通用I/O头上。该Click板可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。此外,该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。

RS232 to I2C Click top side image
RS232 to I2C 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

2米长的DB9母对母电缆是在设备之间建立可靠的串行数据连接的关键。该电缆两端都配有DB9母连接器,使得计算机、路由器、交换机和其他串行设备之间能够无缝连接。长度为2米,能够在不影响数据传输质量的前提下灵活布置您的设备。这根电缆经过精密制作,确保了持续可靠的数据交换,非常适用于工业应用、办公环境和家庭布置。无论是配置网络设备、访问控制台端口还是使用串行外设,该电缆坚固的结构和稳固的连接器都能够保证稳定的连接。使用2米长的DB9母对母电缆,您可以简化数据通信需求,轻松高效地满足串行连接需求。

RS232 to I2C Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PC12
RST
EEPROM Write Protect
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
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

RS232 to I2C 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
Board mapper by product8 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 RS232 to I2C Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rs232toi2c_write_tx_fifo - 该函数将所需数量的数据字节写入TX FIFO。

  • rs232toi2c_read_rx_fifo - 该函数从RX FIFO中读取所有数据。

  • rs232toi2c_get_int_pin - 该函数返回INT引脚的逻辑状态。

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 RS232toI2C Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an RS232 to I2C 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 performs the Click default configuration which sets
 * the default UART configuration with 9600 baud rate.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data and sends an adequate response back or 
 * sends the desired message and waits for a response every 2 seconds.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs232toi2c.h"

static rs232toi2c_t rs232toi2c;
static log_t logger;

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

#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MikroE - RS232 to I2C Click"
#define RESPONSE_OK                 "OK"
#define RESPONSE_ERROR              "ERROR"

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rs232toi2c_cfg_t rs232toi2c_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.
    rs232toi2c_cfg_setup( &rs232toi2c_cfg );
    RS232TOI2C_MAP_MIKROBUS( rs232toi2c_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == rs232toi2c_init( &rs232toi2c, &rs232toi2c_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( RS232TOI2C_ERROR == rs232toi2c_default_cfg ( &rs232toi2c ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    uint32_t system_version;
    if ( RS232TOI2C_OK == rs232toi2c_read_system_version ( &rs232toi2c, &system_version ) )
    {
        log_printf ( &logger, " System Version: 0x%.6LX\r\n", system_version );
    }
#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
    if ( RS232TOI2C_OK == rs232toi2c_write_tx_fifo( &rs232toi2c, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " The message \"%s\" has been sent!\r\n", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
        uint16_t timeout_cnt = 5000;
        // wait for an RX interrupt
        while ( rs232toi2c_get_int_pin ( &rs232toi2c ) && timeout_cnt )
        {
            Delay_ms ( 1 );
            timeout_cnt--;
        }
        if ( timeout_cnt )
        {
            uint8_t data_buf[ 256 ] = { 0 };
            uint8_t data_len = 0;
            if ( RS232TOI2C_OK == rs232toi2c_read_rx_fifo( &rs232toi2c, data_buf, &data_len ) )
            {
                log_printf( &logger, " Response: " );
                for ( uint8_t cnt = 0; cnt < data_len; cnt++ )
                {
                    log_printf( &logger, "%c", data_buf[ cnt ] );
                }
            }
        }
        else
        {
            log_error ( &logger, "TIMEOUT - no response received" );
        }
        log_printf( &logger, "\r\n\n" );
        Delay_ms ( 1000 ); 
        Delay_ms ( 1000 );
    }
#else
    // wait for an RX interrupt
    while ( rs232toi2c_get_int_pin ( &rs232toi2c ) );
    
    uint8_t data_buf[ 256 ] = { 0 };
    uint8_t data_len = 0;
    if ( RS232TOI2C_OK == rs232toi2c_read_rx_fifo( &rs232toi2c, data_buf, &data_len ) )
    {
        log_printf( &logger, " A new message has received: \"" );
        for ( uint8_t cnt = 0; cnt < data_len; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", data_buf[ cnt ] );
        }
        log_printf( &logger, "\"\r\n" );
        if ( strstr ( data_buf, DEMO_TEXT_MESSAGE ) )
        {
            if ( RS232TOI2C_OK == rs232toi2c_write_tx_fifo( &rs232toi2c, RESPONSE_OK, strlen( RESPONSE_OK ) ) )
            {
                log_printf( &logger, " Response \"%s\" has been sent to the sender!\r\n\n", ( char * ) RESPONSE_OK );
            }
        }
        else
        {
            if ( RS232TOI2C_OK == rs232toi2c_write_tx_fifo( &rs232toi2c, RESPONSE_ERROR, strlen( RESPONSE_ERROR ) ) )
            {
                log_printf( &logger, " Response \"%s\" has been sent to the sender!\r\n\n", ( char * ) RESPONSE_ERROR );
            }
        }
    }
#endif
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

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