ST com STEVAL-IOD04KT1 Užívateľská príručka pre viacfunkčný snímač mikroelektroniky

ST com STEVAL-IOD04KT1 Multifunkčný mikroelektronický senzor

Úvod

STSW-IOD04K je softvérový balík, ktorý vám umožňuje povoliť komunikáciu IO-Link medzi STEVAL-IOD004V1 (je súčasťou STEVAL-IOD04KT1, ale nie je k dispozícii na samostatný predaj) a IO-Link masterom prostredníctvom transceivera L6364W. Na základe STM32CubeHAL, STSW-IOD04K rozširuje STM32Cube. Poskytuje balík podpory dosky (BSP) pre komunikáciu IO-Link založenú na knižnici demo-stack, ktorá spravuje údaje prichádzajúce z interného snímača teploty L6364W a dvoch zabudovaných priemyselných snímačov MEMS: IIS2MDC (vysoká presnosť, ultra-nízka výkon, 3-osový digitálny výstupný magnetometer) a ISM330DHCX (vždy zapnutý 3D akcelerometer a 3D gyroskop).
Architektúra tohto aplikačného softvéru uľahčuje integráciu s iným softvérom založeným na STM32Cube na vytvorenie napramppre najbežnejšie aplikačné technológie. Zahrnuté knižnice umožňujú funkcie pre skutočný a použiteľný systém pre vývojárov. Hardvérové ​​ovládače a abstraktné nízkoúrovňové detaily umožňujú midlvérovým komponentom a aplikáciám pristupovať k dátam spôsobom nezávislým od hardvéru. Knižnice midlvéru zahŕňajú demo-stack IO-Link proprietárny ST. Softvérový balík STSW-IOD04K môžete použiť v rôznych integrovaných vývojových prostrediach (IDE): IAR, Keil a STM32CubeIDE. Zahŕňa aj IODD file ktoré sa majú nahrať do IO-Link master používateľa.

Začíname

Koniecview
STSW-IOD04K rozširuje funkčnosť STM32Cube. Softvérový balík umožňuje IO-Link prenos dát priemyselných snímačov na STEVAL-IOD004V1 smerom k IO-Link master pripojenému cez IO-Link pripojenie. Kľúčové vlastnosti balíka sú:

• Firmvérový balík na vytváranie aplikácií zariadení IO-Link založených na mikrokontroléri STM32G071EB
• Middlevérové ​​knižnice obsahujúce demo-stack zariadení IO-Link pre L6364W na správu senzorov IIS2MDC a ISM330DHCX MEMS
• Binárne zariadenie pripravené na použitie na prenos údajov snímača zariadenia IO-Link
• Jednoduchá prenosnosť medzi rôznymi rodinami MCU vďaka STM32Cube
• Bezplatné, užívateľsky prívetivé licenčné podmienky

Architektúra
Aplikačný softvér pristupuje k STEVAL-IOD004V1 prostredníctvom nasledujúcich softvérových vrstiev:

• Vrstva HAL STM32Cube, ktorá poskytuje jednoduchú, všeobecnú, viacinštanciu množinu aplikačných programovacích rozhraní (API) na interakciu s vyššími vrstvami aplikácií, knižníc a zásobníkov. Má generické a rozširujúce API a je priamo postavený na generickej architektúre. Umožňuje následným vrstvám, ako je vrstva middleware, implementovať funkcie bez toho, aby vyžadovali špecifické hardvérové ​​konfigurácie pre danú mikrokontrolérovú jednotku (MCU). Táto štruktúra zlepšuje opätovnú použiteľnosť kódu knižnice a zaručuje jednoduchú prenosnosť na iné zariadenia.
• Vrstva Board Support Package (BSP), ktorá podporuje všetky periférie na doske okrem MCU. Táto obmedzená sada API poskytuje programovacie rozhranie pre určité periférne zariadenia špecifické pre dosku, ako je LED, používateľské tlačidlo atď. Toto rozhranie tiež pomáha pri identifikácii konkrétnej verzie dosky.

Obrázok 1. Architektúra softvéru STSW-IOD04K

Priečinky

Obrázok 2. Štruktúra priečinkov STSW-IOD04K

Softvérový balík obsahuje nasledujúce priečinky:

• Dokumentácia: skompilovaný HTML file generované zo zdrojového kódu s podrobnosťami o softvérových komponentoch a API (jedno pre každý projekt).
• Ovládače: Ovládače HAL a ovládače špecifické pre jednotlivé dosky pre každú podporovanú dosku alebo hardvérovú platformu, vrátane tých pre komponenty na doske, a od dodávateľa nezávislá abstrakcia hardvéru CMSIS pre sériu procesorov ARM Cortex-M.
• Middleware: knižnice a protokoly obsahujúce mini-stack IO-Link a správu senzorov.
• Projekty: sampaplikácia implementujúca priemyselný IO-Link multisenzorový uzol. Táto aplikácia je poskytovaná pre mikrokontrolér STM32G071EB pre tri vývojové prostredia: IAR Embedded Workbench for ARM, RealView Súprava na vývoj mikrokontroléra (MDK-ARM-STR) a STM32CubeIDE.

API
Podrobné technické informácie s plnou funkciou používateľského API a popisom parametrov sú v skompilovanom HTML file v priečinku „Dokumentácia“.

Samppopis aplikácie
Priečinok Projekty poskytuje sample aplikácie, ktorá používa STEVAL-IOD004V1 s transceiverom L6364W a priemyselné snímače ISM330DHCX/IIS2MDC.
Projekty pripravené na zostavenie sú dostupné pre viacero IDE. Môžete nahrať jeden z binárnych súborov files STSW-IOD04K cez STM32CubeProgrammer alebo programovaciu funkciu vášho IDE. Na napájanie STEVAL-IOD004V1 a flashovanie firmvéru si môžete vybrať jednu z nižšie uvedených možností:

• Pripojte svoj programátor MCU (naprample, STLINK-V3MINI) k doske cez konektor J1; napájanie dosky pomocou 24 V napájaného z IO-Link mastera; na svojom programátore vyberte binárne file blikať a potom pokračujte v programovaní MCU.

Poznámka
Pre vyššie uvedený postup potrebujete dva USB porty (jeden pre programátor, druhý pre IO-Link master).

• Pripojte svoj programátor MCU (naprample, STLINK-V3MINI) k doske cez konektor J1; napájajte MCU pomocou 3.3 V napájacieho zdroja pripojeného k doske cez J2 (pin 2 = GND; pin 4 = 3.3 V); na svojom programátore vyberte binárne file blikať a potom naprogramovať MCU.

Programátor STLINK-V3MINI je možné pripojiť k STEVAL-IOD004V1 pomocou J1 (10 spôsobov, dva rady) pomocou 14-kolíkového plochého kábla, ktorý je súčasťou súpravy: dva kolíky na pravej a ľavej strane kábla zostanú nezapojené. Pri pohľade na hornú stranu dosky a ponechaní konektora IO-Link M8 na pravej strane musí byť kábel pripojený tak, aby červená čiara bola na vrchu, ako je znázornené nižšie.

Obrázok 3. STEVAL-IOD004V1 a STLINK-V3MINI – schéma zapojenia

Ak chcete vyhodnotiť firmvér STSW-IOD04K, nahrajte IODD file na ovládacom nástroji vášho IO-Link mastera a pripojte ho k STEVAL-IOD004V1 pomocou IO-Link káblov a adaptérov, ktoré sú súčasťou súpravy, alebo pomocou akéhokoľvek iného kompatibilného kábla. So súvisiacim ovládacím nástrojom môžete použiť akýkoľvek iný IO-Link master v1.1. V example časti 2.2, IO-Link master je P-NUCLEO-IOM01M1, súvisiaci riadiaci nástroj je IO-Link Control Tool vyvinutý spoločnosťou TEConcept (partner ST) a pripojenie je ukončené zásuvkou M12 na uvoľnenie kábla ( Katlax p/n CBF12-S44N0-1.5BPUR).

Sprievodca nastavením systému

Popis hardvéru

Hodnotiaca súprava STEVAL-IOD04KT1
STEVAL-IOD04KT1 je referenčná konštrukčná súprava, ktorá využíva funkcie dvojkanálového zariadenia L6364W IO-Link transceivera. Súprava pozostáva zo základnej dosky STEVAL-IOD004V1 (nedostupná na predaj), programátora a debuggera STLINK-V3MINI, 14-pinového plochého kábla a štandardného priemyselného konektorového adaptéra M8 až M12. Súprava funguje ako moderný inteligentný priemyselný senzor na pripojenie k hlavnému rozbočovaču IO-Link (alebo vhodnému rozhraniu PLC). Napájanie MCU, snímačov a iných logických zariadení je odvodené od radiča prevodníka DC-DC zabudovaného v L6364W. Zabudovaný mikrokontrolér STM32G071EB prevádzkuje IO-Link demo stack v.1.1, ktorý riadi komunikáciu IO-Link a softvérový kód, ktorý riadi transceiver L6364W a priemyselné senzory MEMS. Malé rozmery základnej dosky boli dosiahnuté vďaka malým veľkostiam balíkov CSP L6364W a STM32G071EB. Pre normálnu prevádzku pripojte hlavnú dosku k IO-Link master cez adaptér a konektor M8, ktorý je súčasťou súpravy. Pripojte rovnakú dosku k STLINK-V3MINI pomocou plochého kábla iba vtedy, ak chcete naprogramovať STM32G071EB s novým firmvérom.

Obrázok 4. Hodnotiaca súprava STEVAL-IOD04KT1

Nastavenie hardvéru

Nasledujúce kroky vysvetľujú, ako ovládať STEVAL-IOD004V1 cez P-NUCLEO-IOM01M1.

• Krok 1. Pripojte P-NUCLEO-IOM01M1 k STEVAL-IOD004V1 pomocou troch vodičov (L+, L-/GND a CQ). STEVAL-IOD04KT1 obsahuje konektor M8 (štvorcestná zásuvka) až M12 (päťcestná zástrčka) na jednoduché prepojenie STEVAL-IOD004V1 s akýmkoľvek IO-Link masterom s konektorom M12 (zásuvka). Najjednoduchší spôsob pripojenia STEVAL-IOD004V1 k P-NUCLEO-IOM01M1 je použiť kábel s M12 (štvorcestná alebo päťcestná zásuvka) na jednej strane a voľnými vodičmi na druhej strane (napr.ample, Katlax p/n CBF12-S44N0-1.5BPUR).
• Krok 2. Pripojte P-NUCLEO-IOM01M1 k napájaciemu zdroju 24 V/1 A. Nasledujúci obrázok ukazuje, ako pripojiť P-NUCLEO-IOM01M1 a STEVAL-IOD004V1 so systémom STSW-IOD04K.
• Krok 3. Spustite IO-Link Control Tool na vašom notebooku/PC.
• Krok 4. Pripojte P-NUCLEO-IOM01M1 mini-USB káblom k vášmu notebooku/PC so spusteným IO-Link Control Tool.
  POZNÁMKA
  Kroky od 5 do 13 sa týkajú akcií, ktoré je potrebné vykonať v nástroji IO-Link Control Tool.
• Krok 5. V nástroji IO-Link Control Tool kliknite na [Vybrať zariadenie] a podľa pokynov nahrajte STMicroelectronics-STEVAL-IOD004V1-38kBd-20210429-IODD1.1.xml alebo STMicroelectronics-STEVAL-IOD004V1-230kBd-20210429kBd-1.1 .2.xml, podľa výberu COM3 alebo COMXNUMX, v adresári IODD softvérového balíka.
• Krok 6. Pripojte master kliknutím na zelenú ikonu (ľavý horný roh).
• Krok 7. Kliknutím na [Power ON] napnite STEVAL-IOD004V1. Červená LED na STEVAL-IOD004V1 bliká.
• Krok 8. Kliknutím na [IO-Link] spustíte komunikáciu IO-Link. Zelená LED na STEVAL-IOD004V1 bliká.
  POZNÁMKA
  Štandardne sa komunikácia začína s ISM330DHCX nakonfigurovaným ako akcelerometer.
• Krok 9. Kliknutím na [Plot] zakreslite údaje zozbierané akcelerometrom ISM330DHCX.
• Krok 10. Ak chcete aktivovať výmenu údajov s iným snímačom, prejdite do ponuky [Parameter Menu]>[Process Input Selection].
  • Krok 10a. Dvakrát kliknite na názov senzora (zelený text).
  • Krok 10b. Vyberte požadovaný snímač z dostupných možností.
  • Krok 10c. Kliknutím na [Write Selected] zarovnajte master a zariadenie. Postup je dokončený, keď sa názov zvoleného snímača zmení na zelený, ako je znázornené nižšie.

Obrázok 6. IO-Link Control Tool view (naprample)

Obrázok 7. IO-Link Control Tool view – graf procesných údajov

• Po dokončení hodnotiacej relácie postupujte podľa ďalších krokov uvedených nižšie.
• Krok 11. Kliknutím na [Neaktívne] zastavíte komunikáciu IO-Link.
• Krok 12. Kliknutím na [Power Off] zastavíte napájanie IO-Link master zariadenia IO-Link.
• Krok 13. Kliknutím na [Disconnect] (Odpojiť) zastavíte komunikáciu medzi IO-Link Control Tool a P-NUCLEO-IOM01M1.
• Krok 14. Odpojte mini-USB kábel od P-NUCLEO-IOM01M1.
• Krok 15. Odpojte 24 V napájanie z P-NUCLEO-IOM01M1.

Nastavenie softvéru
Na nastavenie vhodného vývojového prostredia na vytváranie aplikácií IO-Link pre STM32G071EB a L6364W potrebujete:

• Firmvér STSW-IOD04K a súvisiaca dokumentácia sú k dispozícii na www.st.com;
• jeden z nasledujúcich vývojových nástrojov a kompilátorov:
  • IAR Embedded Workbench pre ARM® toolchain
  • Keil
  • STM32CubeIDE plus ST-LINK/V2

História revízií

Tabuľka 1. História revízií dokumentu

Zoznam tabuliek

• Tabuľka 1. História revízií dokumentu ………………………………………………………….. 9

Zoznam čísel

• Obrázok 1. Architektúra softvéru STSW-IOD04K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
• Obrázok 2. Štruktúra priečinkov STSW-IOD04K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
• Obrázok 3. STEVAL-IOD004V1 a STLINK-V3MINI – schéma zapojenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
• Obrázok 4. Hodnotiaca súprava STEVAL-IOD04KT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
• Obrázok 5. Nastavenia terminálu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
• Obrázok 6. IO-Link Control Tool view (naprample) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
• Obrázok 7. IO-Link Control Tool view – graf procesných údajov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

DÔLEŽITÉ UPOZORNENIE - PREČÍTAJTE SI POZORNE
STMicroelectronics NV a jej dcérske spoločnosti (“ST”) si vyhradzujú právo vykonávať zmeny, opravy, vylepšenia, úpravy a vylepšenia produktov ST a/alebo tohto dokumentu kedykoľvek bez upozornenia. Kupujúci by mali pred zadaním objednávky získať najnovšie relevantné informácie o produktoch ST. Produkty ST sa predávajú v súlade s obchodnými podmienkami ST platnými v čase potvrdenia objednávky. Kupujúci sú výhradne zodpovední za výber, výber a používanie produktov ST a ST nepreberá žiadnu zodpovednosť za pomoc pri aplikácii alebo dizajn produktov kupujúcich. Spoločnosť ST tu neudeľuje žiadnu licenciu, výslovnú ani implicitnú, na akékoľvek právo duševného vlastníctva. Opätovný predaj produktov ST s ustanoveniami odlišnými od informácií uvedených v tomto dokumente ruší akúkoľvek záruku poskytnutú spoločnosťou ST na takýto produkt. ST a logo ST sú ochranné známky spoločnosti ST. Ďalšie informácie o ochranných známkach ST nájdete na www.st.com/trademarks. Všetky ostatné názvy produktov alebo služieb sú majetkom ich príslušných vlastníkov. Informácie v tomto dokumente nahrádzajú a nahrádzajú informácie predtým uvedené v akýchkoľvek predchádzajúcich verziách tohto dokumentu. © 2021 STMicroelectronics – Všetky práva vyhradené