В этой статье я хочу поделится с Вами своим опытом создания компьютерной периферии за доступные деньги. За основу своего 6-и канального АЦП я взял платформу Nucleo-F411RE. Стоит отдать должное платформам ST microelectronics, которые можно купить в российских магазинах радиотоваров по доступной цене. Остаётся написать программы для платформы Nucleo-F411RE на C++ и программного обеспечения на Visual C#. Перед собой я поставил следующую цель.
Цель
Измерить с точностью до 1 мВ в диапазоне 0..3,3 В напряжение на 6-и аналоговых входах микроконтроллера (стоит отметить, что платформа преобразует напряжение USB с 5 В до 3,3 В с погрешностью). Предать информацию на персональный компьютер для отображения напряжений на графике. Дискретность измерения по времени 1 секунда.
Компьютерная периферия
- STM32F411RET6 in LQFP64 package
- ARM®32-bit Cortex®-M4 CPU with FPU
- 100 MHz max CPU frequency
- VDD from 1.7 V to 3.6 V
- 512 KB Flash
- 128 KB SRAM
- GPIO (50) with external interrupt capability
- 12-bit ADC with 16 channels
- RTC
- Timers (8)
- I2C (3)
- USART (3)
- SPI (5)
- USB OTG Full Speed
- SDIO
Фотография платформы Nucleo-F411RE изображена на рисунке 1.
Написать программу для платформы Nucleo-F411RE я решил в Online-компиляторе mbed. Смотреть ссылку https://developer.mbed.org/
Схема подключения платформы изображена на рисунке 2.
Далее приведён листинг на С++:
#include "mbed.h" Serial pc(USBTX, USBRX); AnalogIn av0(A0); AnalogIn av1(A1); AnalogIn av2(A2); AnalogIn av3(A3); AnalogIn av4(A4); AnalogIn av5(A5); DigitalOut led(LED1); float v, vl; int w; static int ConvertH(float v){ w=0; if(v>2047) {v=v-2048;w=w+16;} if(v>1023) {v=v-1024;w=w+8;} if(v>511) {v=v-512;w=w+4;} if(v>255) {v=v-256;w=w+2;} if(v>127) {v=v-128;w=w+1;} vl=v; return w;} int main() { while(1) { led=!led; wait(1); v= av0.read(); v = v * 3300; pc.putc((char)ConvertH(v)); pc.putc((char)vl); v = av1.read(); v = v * 3300; pc.putc((char)ConvertH(v)); pc.putc((char)vl); v= av2.read(); v = v * 3300; pc.putc((char)ConvertH(v)); pc.putc((char)vl); v = av3.read(); v = v * 3300; pc.putc((char)ConvertH(v)); pc.putc((char)vl); v = av4.read(); v = v * 3300; pc.putc((char)ConvertH(v)); pc.putc((char)vl); v = av5.read(); v = v * 3300; pc.putc((char)ConvertH(v)); pc.putc((char)vl); } }
На рисунке 3 показан скриншот компилятора.
Прибор подключается к компьютеру через USB-порт. Устройство эмулирует COM-порт. Через USB-UART интерфейс осуществляется работа с микроконтроллером. В платформе есть две кнопки для сброса микроконтроллера и для управления прибором. Кнопка управления прибором не реализуется.
Программное обеспечение
Подключив платформу к персональному компьютеру, установите необходимые драйвера, смотреть ссылку http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1847/PF260320?s_searchtype=keyword. Скриншот смотреть на рисунке 4.
Теперь в память платформы можно скопировать файл adc_NUCLEO_F411RE. Скриншот Flash-памяти платформы Nucleo-F411RE изображен на рисунке 5.
После того как драйвера установлены, узнайте какой COM-порт распознан для данной платформы. Смотреть рисунок 6, где изображен скриншот.
Листинг программного обеспечения на Visual C# смотреть ниже:
using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; namespace WindowsFormsApplication1 { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } int sec; private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) { int v0H,v0L,v0; v0H = serialPort1.ReadByte(); v0L = serialPort1.ReadByte(); v0 = 128 * v0H + v0L; label1.Text = "ADC0=" + v0.ToString() + "mV"; int v1H,v1L,v1; v1H = serialPort1.ReadByte(); v1L = serialPort1.ReadByte(); v1 = 128 * v1H + v1L; label2.Text = "ADC1=" + v1.ToString() + "mV"; int v2H, v2L, v2; v2H = serialPort1.ReadByte(); v2L = serialPort1.ReadByte(); v2 = 128 * v2H + v2L; label3.Text = "ADC2=" + v2.ToString() + "mV"; int v3H, v3L, v3; v3H = serialPort1.ReadByte(); v3L = serialPort1.ReadByte(); v3 = 128 * v3H + v3L; label4.Text = "ADC3=" + v3.ToString() + "mV"; int v4H, v4L, v4; v4H = serialPort1.ReadByte(); v4L = serialPort1.ReadByte(); v4 = 128 * v4H + v4L; label5.Text = "ADC4=" + v4.ToString() + "mV"; int v5H, v5L, v5; v5H = serialPort1.ReadByte(); v5L = serialPort1.ReadByte(); v5 = 128 * v5H + v5L; label6.Text = "ADC5="+v5.ToString()+"mV"; chart1.Series[0].Points.AddXY(sec,v0); chart1.Series[1].Points.AddXY(sec, v1); chart1.Series[2].Points.AddXY(sec, v2); chart1.Series[3].Points.AddXY(sec, v3); chart1.Series[4].Points.AddXY(sec, v4); chart1.Series[5].Points.AddXY(sec, v5); sec++; } int z = 0; private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { if (z == 0) { serialPort1.PortName = comboBox1.Text; serialPort1.Open(); timer1.Enabled = true; button1.Text = "Disconnect"; z++; } else { timer1.Enabled = false; serialPort1.Close(); button1.Text = "Connect"; z = 0; } } private void checkBox1_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) { } private void dataGridView1_CellContentClick(object sender, DataGridViewCellEventArgs e) { } private void label1_Click(object sender, EventArgs e) { } private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { sec = 0; chart1.Series[0].Points.Clear(); chart1.Series[1].Points.Clear(); chart1.Series[2].Points.Clear(); chart1.Series[3].Points.Clear(); chart1.Series[4].Points.Clear(); chart1.Series[5].Points.Clear(); } } }
Смотреть скриншот программного обеспечения на рисунке 7.
В программном обеспечении выберите соответствующий COM-порт и нажмите кнопку «Connect». Замигает зелёный светодиод LD2 на платформе Nucleo-F411RE – начнётся измерение напряжения и обмен данными между платформой и компьютером. На графике будут отображены 6 напряжений с дискретностью в 1 секунду. Для очистки графика нажмите кнопку «Clear».
Если измерять напряжения нет смысла, нажмите на кнопку «Disconnect». И выньте USB-вилку из персонального компьютера.
Ссылки в интернете
http://www.st.com/
https://developer.mbed.org/
Прикрепленные файлы:
- AYK_cpp.zip (1 Кб)
- AYK_adc_NUCLEO_F411RE.zip (11 Кб)
- AYK_USB-ADC6.zip (74 Кб)
Комментарии (0) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация