初学者
10 分钟

使用 REF34xx 和 ATmega328P 实现超稳定电压基准

高精度 CMOS 电压基准解决方案

VREF Click with Arduino UNO Rev3

已发布 4月 21, 2025

点击板

VREF Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

确保为敏感模拟系统提供稳定且精确的电压基准,具备超低噪声和温漂性能

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

VREF Click 基于 Texas Instruments 的 REF34xx 系列高精度 CMOS 电压基准芯片,专为低功耗和对噪声敏感的应用场景而设计,可提供稳定且精确的电压输出。REF34xx 拥有极低的温漂(仅 6 ppm/°C)和 ±0.05% 的初始精度,确保在不同环境条件下仍能保持一致的性能表现。其功耗低于 95µA,输出噪声低至 3.8μVp-p/V,使 VREF Click 成为高分辨率数据采集系统中极为理想的选择,尤其是在对信号完整性要求极高的应用中。VREF Click 提供多个电压版本以满足不同设计需求:2.5V(REF3425)、3V(REF3430)、3.3V(REF3433)和 4.096V(REF3440),默认配置为 2.5V。该器件支持 ±10mA 的输出电流,空载时的最大压差为 100mV,

并在 1000 小时内具有 25ppm 的优异长期稳定性。此外,其输出电压迟滞小,长期漂移极低,可进一步提高系统的可靠性。VREF Click 与多种 ADC 和 DAC 器件兼容,如 ADS1287、DAC8802 和 ADS1112,常用于正负电压参考源、各种数据采集系统等应用中。该 Click 板采用 MIKROE 新推出的 "Click Snap" 格式。与标准版 Click 板不同,Click Snap 特性允许通过断开 PCB 使主芯片区域独立,从而带来更多灵活的安装方式。借助 Snap 特性,REF34xx 可通过 1–8 引脚直接访问信号,单独运行。此外,Snap 部分还包含一个指定位置的固定螺丝孔,便于用户将其牢固安装在目标位置。VREF Click 通过单条通信控制线 EN(Enable)控制 REF34xx 的工作状态。当 EN 引脚

为高电平时,器件处于工作模式,输出精确电压;当 EN 引脚为低电平时,器件进入低功耗关断模式,此时输出呈高阻状态,静态电流降至约 2µA,大幅节能。为了提供视觉上的工作状态提示,电路板上设有 LD2 红色 LED 指示灯,器件启用时 LED 会点亮。若需进一步降低功耗,可通过切断 PCB 上的 NT1 焊桥关闭此 LED。VREF Click 支持 3.3V 或 5V 的逻辑电平电源,用户可通过 VCC SEL 跳线进行选择,从而兼容不同电压等级的微控制器(MCU)。此外,该 Click 板还配套提供易于使用的软件库和示例代码,方便二次开发和集成使用。

VREF Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 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电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
ID COMM
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Device Enable
PD6
PWM
NC
NC
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

VREF Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO 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

VREF Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
本示例演示了如何使用 VREF Click 板,通过周期性地启用和禁用其 2.5V 电压基准输出。应用程序每 3 秒切换一次输出,并通过 UART 记录当前状态。

关键功能:

  • vref_cfg_setup - 初始化 Click 配置结构为初始值。

  • vref_init - 初始化用于该 Click 板的所有必要引脚和外设。

  • vref_enable_output - 通过将 EN 引脚设置为高电平来启用 VREF 输出。

  • vref_disable_output - 通过将 EN 引脚设置为低电平来禁用 VREF 输出。

应用初始化
初始化日志记录器并配置 VREF Click 驱动程序。

应用任务
每隔 3 秒交替启用和禁用电压基准输出,并在 UART 终端上显示输出状态。

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 VREF Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the VREF Click board by enabling and disabling
 * its 2.5V reference output periodically. The application toggles the output every
 * 3 seconds and logs the current state via UART.
 *
 * The demo application is composed of two sections:
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger and configures the VREF Click driver.
 *
 * ## Application Task
 * Alternately enables and disables the voltage reference output with a 3-second delay,
 * displaying the output state on the UART terminal.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "vref.h"

static vref_t vref;     /**< VREF Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    vref_cfg_t vref_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.
    vref_cfg_setup( &vref_cfg );
    VREF_MAP_MIKROBUS( vref_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == vref_init( &vref, &vref_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf( &logger, " VREF Output: Enabled\r\n" );
    vref_enable_output ( &vref );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " VREF Output: Disabled\r\n\n" );
    vref_disable_output ( &vref );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

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

资源

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