Step4 传感器的使用

在B-L475E-IOT01A和B-U585I-IOT02A

上使用传感器 60分钟

目标描述
本教程的目的是说明如何使用 STM32L4 Discovery 套件和 B-U585I-IOT02A Discovery 套件中的传感器进行测量。可对温度传感器进行分步配置。
完成本教程后，您将能够使用B-L475E-IOT01A板和B-U585I-IOT02A板上的传感器收集值。
本教程的附录提供了有关如何将AC6示例移植到STM32CubeIDE的指南。

先决条件
您已经遵循了：

• 第 1 步：工具安装和首次测试
• Step3：UART和新板介绍

硬件

• STM32L4 Discovery kit IoT 节点[1]（B-L475E-IOT01A）
• B-U585I-IOT02A 探索套件物联网节点[2]（B-U585I-IOT02A）
• USB 数据线 Type-A 转 Micro-B

文献

• UM2153型物联网节点探索套件，与STM32L4进行多通道通信
• UM1884型STM32L4/L4+ HAL 和低层驱动程序的描述
• UM2839型用于 STM32U5 系列物联网节点的探索套件
• UM2911型STM32U5 HAL 和低层驱动程序的说明
• UM1859型开始使用 STM32Cube 的 X-CUBE-MEMS1 运动 MEMS 和环境传感器软件扩展
• UM2579型从System Workbench到STM32CubeIDE的迁移指南
• STM32L4 Discovery Kit IoT 节点入门
• 了解全新 STM32U5 IoT 节点 B-U585-IOT02A 探索套件

内容↑

[隐藏]

• 1在B-L475E-IOT01A上使用传感器1.1硬件说明1.2示例：使用 HTS221 传感器获取温度值并将其显示在终端上1.2.1使用 STM32CubeMX 创建工作项目1.2.2将 BSP 驱动程序复制到您的项目中1.2.3在STM32CubeIDE工作区中支持BSP1.2.4更新包含路径1.2.5更新源文件1.2.6编译并运行示例
• 2在 B-U585-IOT02A 中使用传感器2.1硬件说明2.2示例：使用 HTS221 传感器获取温度值并将其显示在终端上2.2.1使用 STM32CubeMX 创建工作项目2.2.2将 BSP 驱动程序复制到您的项目中2.2.3在STM32CubeIDE工作区中支持BSP2.2.4更新包含路径2.2.5更新源文件2.2.6编译并运行示例
• 3附录：将AC6示例移植到STM32CubeIDE3.1硬件说明3.2示例：使用HTS221传感器获取温度值并将其显示在终端上（从AC6移植到STM32CubeIDE）3.2.1硬件设置3.2.2示例详细信息3.2.3将示例移植到STM32CubeIDE3.2.4编译和运行示例
• 4引用

1使用传感器 B-L475E-IOT01A↑

1.1硬件说明↑

STM32L4探索套件物联网节点（B-L475E-IOT01A）中提供的主要传感器包括：

• 用于相对湿度和温度的电容式数字传感器 （HTS221）
• 260-1260 hPa 绝对数字输出气压计 （LPS22HB）
• 3D 加速度计和 3D 陀螺仪 （LSM6DSL）
• 高性能 3 轴磁力计 （LIS3MDL）。

1.2示例：使用 HTS221 传感器获取温度值并将其显示在终端上↑

本节的目的是逐步说明如何与 HTS221 传感器连接以获取温度值并将其显示在终端上。

1.2.1使用STM32CubeMX创建工作项目↑

起点是使用STM32CubeMX生成的项目，如Step3教程： B-L475E-IOT01A上的UART I/F简介中所述。

• 按照教程中的步骤操作。
• 将生成的项目命名为 L4_IOT_Sensors。

1.2.2将 BSP 驱动程序复制到您的项目中↑

BSP（板级支持包）驱动程序采用STM32CubeL4封装。这提供了与主板的硬件组件相对应的 API。

默认情况下，STM32CubeL4软件包的最新版本下载在STM32CubeMX存储库中：

C：\Users\user_name\STM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_L4_Vx.xx.x。

下图显示了 BSP 位置及其内容：

按照以下步骤将 BSP 驱动程序复制到您的项目：

• 在生成的项目中，创建一个文件夹 L4_IOT_Sensors/Drivers/BSP。

• 复制STM32CubeL4/Drivers/BSP/B-L475E-IOT01文件夹，并将其粘贴到L4_IOT_Sensors/Drivers/BSP文件夹中。

• 复制 STM32CubeL4/Drivers/BSP/Components 文件夹并将其粘贴到 L4_IOT_Sensors/Drivers/BSP/Components 下。

• 仅使用 HTS221 温度传感器。因此，可以删除复制到工作目录的任何其他文件和文件夹。此步骤是可选的：

    * Keep only the following files under  L4_IOT_Sensors\Drivers\BSP\B-L475E-IOT01:

    * Keep only the following files under L4_IOT_Sensors\Drivers\BSP\Components:

1.2.3在STM32CubeIDE工作区中支持BSP↑

添加的文件夹会自动显示在STM32CubeIDE工作区中：

1.2.4更新包含路径↑

更新路径以支持新的头文件：

• 从 Project Explorer 视角选择相关项目：

• 从“项目”菜单或“文件”菜单中，转到“属性”>“C/C++构建>设置”>“工具设置”>“MCU GCC 编译器”>“包含路径”。
• 单击以包含新路径。
• 添加 ../drivers/BSP/B-L475E-IOT01 和 ../Drivers/BSP/Components/hts221 路径。

以下屏幕截图总结了要遵循的步骤：

1.2.5更新源文件↑

编辑 main.c，如下所示：

• 包括头文件：stm32l475e_iot01.h、stm32l475e_iot01_tsensor.h 和 math.h

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stm32l475e_iot01.h"
#include "stm32l475e_iot01_tsensor.h"
#include <math.h>
/* USER CODE END Includes */

• 添加私有值。这些值用于在终端上显示温度和消息：

/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables -------------------------------------------------------*/
float temp_value = 0;  // Measured temperature value
char str_tmp[100] = ""; // Formatted message to display the temperature value
uint8_t msg1[] = "****** Temperature values measurement ******\n\n\r";
uint8_t msg2[] = "=====> Initialize Temperature sensor HTS221 \r\n";
uint8_t msg3[] = "=====> Temperature sensor HTS221 initialized \r\n ";
/* USER CODE END PV */

• 在终端上显示消息并初始化 HTS221 温度传感器：

/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UART_Transmit(&huart1,msg1,sizeof(msg1),1000);
HAL_UART_Transmit(&huart1,msg2,sizeof(msg2),1000);
BSP_TSENSOR_Init();
HAL_UART_Transmit(&huart1,msg3,sizeof(msg3),1000);
/* USER CODE END 2 *//

• 在while（1）循环中，读取温度值，格式化，然后在终端上显示带有测量值的消息：

/* USER CODE BEGIN 3 */
temp_value = BSP_TSENSOR_ReadTemp();
int tmpInt1 = temp_value;
float tmpFrac = temp_value - tmpInt1;
int tmpInt2 = trunc(tmpFrac * 100);
snprintf(str_tmp,100," TEMPERATURE = %d.%02d\n\r", tmpInt1, tmpInt2);
HAL_UART_Transmit(&huart1,( uint8_t *)str_tmp,sizeof(str_tmp),1000);
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE END 3 */

1.2.6编译运行示例↑

• 单击“生成”按钮以编译项目。
• 单击“调试”按钮以运行软件。
• 打开控制台模拟器，例如 TeraTerm[3].要配置控制台波特率，请选择数据位：8，然后单击确定。端口名称可能因您的计算机而异。
• STM32CubeIDE打开Debug透视图。单击“恢复”按钮以执行代码。
• Tera术语[3]在测量的温度值之前显示初始化消息：

现在，您可以：

• 构建您自己的项目，使用B-L475E-IOT01A中的嵌入式传感器测量温度值。
• 将BSP组件添加到STM32CubeMx生成的项目中。
• 将该板的使用范围扩展到 HTS221 以外的传感器，以进行环境测量。

2在 B-U585-IOT02A 上使用传感器↑

2.1硬件说明↑

B-U585I-IOT02A 物联网节点探索套件中提供的主要传感器包括：

• 用于相对湿度和温度的电容式数字传感器 （HTS221）
• 260-1260 hPa 绝对数字输出气压计 （LPS22HH）
• 3D加速度计和3D陀螺仪（ISM330DHCX）
• 高性能 3 轴磁力计 （IIS2MDCTR）。

2.2示例：使用 HTS221 传感器获取温度值并将其显示在终端上↑

本节的目的是逐步说明如何与 HTS221 传感器连接以获取温度值并将其显示在终端上。

2.2.1使用STM32CubeMX创建工作项目↑

使用 STM32CubeMX 创建一个新项目：

• 使用主板选择器选择 B-U585I-IOT02A 主板。

• 回答“是”以使用默认模式初始化所有外围设备 ？ 弹出窗口。

• 选择未激活 TrustZone？。回答“在未激活 TrustZone 的情况下创建新项目？”弹出窗口。

• 在“引脚分配”选项卡中验证 USART1 模式是否配置为异步。

• 单击“配置”选项卡中的 USART1 按钮。设置字长为8位，波特率为115200位/秒，奇偶校验为无，停止位为1，如下图所示：

• 通过选择“内存地址重新映射”，在“引脚”选项卡中启用 ICache，以达到最佳性能。

• 切换到“项目管理器”选项卡：选择“STM32CubeIDE”作为“工具链/IDE”，并为您的项目命名。

• 单击 Generate Code。

• 接受以在STM32CubeIDE中打开项目，并按照步骤操作。

• U5_IOT_Sensors调用生成的项目。

2.2.2将 BSP 驱动程序复制到您的项目中↑

BSP（板级支持包）驱动程序采用STM32CubeU5封装。这提供了与主板的硬件组件相对应的 API。

默认情况下，STM32CubeU5 软件包的最新版本在 SMT32CubeMX 存储库中下载：

C：\Users\user_name\STM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_U5_Vx.xx.x。

下图显示了 BSP 位置及其内容：

以下是将 BSP 驱动程序复制到项目时要遵循的步骤：

• 在生成的项目中，创建一个文件夹 U5_IOT_Sensors/Drivers/BSP。

• 复制STM32CubeU5/Drivers/BSP/B-U585-IOT02文件夹并将其粘贴到U5_IOT_Sensors/Drivers/BSP文件夹。

• 复制STM32CubeU5/Drivers/BSP/Components文件夹并将其粘贴到U5_IOT_Sensors/Drivers/BSP/Components下。

• 仅使用 HTS221 温度传感器。因此，可以删除复制到工作目录的任何其他文件和文件夹。此步骤是可选的：

    * Keep only the following folders under U5_IOT_Sensors\Drivers\BSP\Components:

    *Keep only the following folders under  U5_IOT_Sensors\Drivers\BSP\B-U585-IOT02:

• 将文件 b_u585i_iot02a_conf_template.h 重命名为 b_u585i_iot02a_conf.h。

2.2.3在STM32CubeIDE工作区中支持BSP↑

添加的文件夹会自动显示在STM32CubeIDE工作区中：

2.2.4更新包含路径↑

更新路径以支持新的头文件：

• 从 Project Explorer 视角选择相关项目：

• 从“项目”菜单或“文件”菜单中，转到“属性”>“C/C++构建>设置”>“工具设置”>“MCU GCC 编译器”>“包含路径”。
• 单击以包含新路径。
• 添加路径 ../驱动程序/BSP/B-U585I-IOT02A ， ../Drivers/BSP/Components/hts221 和 ../驱动程序/BSP/组件/lps22hh

以下屏幕截图总结了要遵循的步骤：

2.2.5更新源文件↑

编辑 main.c，如下所示：

• 包括头文件：b_u585i_iot02a.h、b_u585i_iot02a_env_sensors.h 和 math.h

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "b_u585i_iot02a.h"
#include "b_u585i_iot02a_env_sensors.h"
#include <math.h>
/* USER CODE END Includes */

• 添加私有值。这些值用于在终端上显示温度和消息：

/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables -------------------------------------------------------*/
float temp_value = 0;  // Measured temperature value
char str_tmp[100] = ""; // Formatted message to display the temperature value
uint8_t msg1[] = "****** Temperature values measurement ******\n\n\r";
uint8_t msg2[] = "=====> Initialize Temperature sensor HTS221 \r\n";
uint8_t msg3[] = "=====> Temperature sensor HTS221 initialized \r\n";
/* USER CODE END PV */

• 在终端上显示消息并初始化 HTS221 温度传感器：

/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UART_Transmit(&huart1,msg1,sizeof(msg1),1000);
HAL_UART_Transmit(&huart1,msg2,sizeof(msg2),1000);
BSP_ENV_SENSOR_Init(0, ENV_TEMPERATURE);
BSP_ENV_SENSOR_Enable(0, ENV_TEMPERATURE);
HAL_UART_Transmit(&huart1,msg3,sizeof(msg3),1000);
/* USER CODE END 2 *//

• 在while（1）循环中，读取温度值，格式化，然后在终端上显示带有测量值的消息：

/* USER CODE BEGIN 3 */
BSP_ENV_SENSOR_GetValue(0, ENV_TEMPERATURE, &temp_value);
int tmpInt1 = temp_value;
float tmpFrac = temp_value - tmpInt1;
int tmpInt2 = trunc(tmpFrac * 100);
snprintf(str_tmp,100," TEMPERATURE = %d.%02d\n\r", tmpInt1, tmpInt2);
HAL_UART_Transmit(&huart1,( uint8_t *)str_tmp,sizeof(str_tmp),1000);
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE END 3 */

2.2.6编译运行示例↑

• 单击“生成”按钮以编译项目。
• 单击“调试”按钮以运行软件。
• 打开控制台模拟器，例如 TeraTerm[3].要配置控制台波特率，请选择数据位：8，然后单击确定。端口名称可能因您的计算机而异。
• STM32CubeIDE打开Debug透视图。单击“恢复”按钮以执行代码。
• Tera术语[3]在测量的温度值之前显示初始化消息：

现在，您可以：

• 构建您自己的项目，使用B-U585I-IOT02A中的嵌入式传感器测量温度值。
• 将BSP组件添加到STM32CubeMx生成的项目中。
• 将该板的使用范围扩展到 HTS221 以外的传感器，以进行环境测量。

3附录：将AC6示例移植到STM32CubeIDE↑

DataLogTerminal 是本附录中使用的示例。 它位于：STM32CubeExpansion_MEMS1_V7.1.0\Projects\STM32L476RG-Nucleo\Examples\IKS01A2\DataLogTerminal

3.1硬件说明↑

The X-NUCLEO-IKS01A2[4]是用于STM32 64引脚Nucleo的运动MEMS和环境传感器扩展板。它通过 I2C 总线引脚与 NUCLEO-L476RG 连接。

3.2示例：使用HTS221传感器获取温度值并显示在终端上（从AC6移植到STM32CubeIDE）↑

本节的目的是逐步说明如何连接X-NUCLEO IKS01A2 HTS221传感器和NUCLEO-L476RG板，以获得温度值并将其显示在终端上。

3.2.1硬件设置↑

• 使用 Arduino 连接器用 X-NUCLEO-IKS01A2 扩展板扩展您的 Nucleo 板。
• 将带有扩展板的板连接到您的计算机。

3.2.2示例详情↑

readme.txt文件中的 STM32CubeExpansion_MEMS1_ V7.1.0\Projects\STM32L476RG-Nucleo\Examples\IKS01A2\DataLogTerminal 下提供了 DataLogTerminal 示例的描述：

@par Example Description
Main function is to show how to use sensor expansion board to send sensor data from a Nucleo board using UART to a connected PC or desktop, and display it on generic applications like TeraTerm.
After connection has been established:
- The user can view the data from various on-board environment sensors such as temperature, humidity, and pressure
- The user can also view data from various on-board MEMS sensors such as accelerometer, gyroscope, and magnetometer.

3.2.3将示例移植到STM32CubeIDE↑

将基于 SW4STM32 的 DataLogTerminal 示例导入 STM32CubeIDE：STM32CubeExpansion_MEMS1_V7.1.0\Projects\STM32L476RG-Nucleo\Examples\IKS01A2\DataLogTerminal

必须转换项目，并显示以下消息：

• 单击“确定”时，会弹出以下消息：

• 单击“确定”。

• 从 Project Explorer 视角选择相关项目：

3.2.4编译运行示例↑

• 单击“生成”按钮以编译项目。
• 单击“调试”箭头，然后选择“调试配置”。
• 在弹出的 Debug Configuration 窗口中，确保所选的 Debug 探测器是 ST-LINK：

• 在同一窗口中，单击“调试”，或单击“调试”按钮以运行软件。
• 打开控制台模拟器，例如 TeraTerm[3].配置控制台波特率，选择数据位：8，然后单击确定。端口名称可能因您的计算机而异。
• 单击“恢复”按钮以执行代码。Tera术语[3]使用扩展板 X-NUCLEO-IKS01A2 中可用的传感器显示测量值。
• X-NUCLEO-IKS01A2传感器测量的值显示在TeraTerm窗口中，如下所示：

4参考资料↑

1. Jump up↑ STM32L4 Discovery kit IoT 节点
2. Jump up↑ B-U585I-IOT02A 探索套件物联网节点
3. ↑Jump up to:3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Tera术语
4. Jump up↑ X-核-IKS01A2