初学者
10 分钟

使用 REF34xx 和 STM32F446RE 实现超稳定电压基准

高精度 CMOS 电压基准解决方案

VREF Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 4月 21, 2025

点击板

VREF Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

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

Nucleo-64 搭载 STM32F446RE 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 STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

131072

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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
ID COMM
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Device Enable
PC8
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 Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F446RE MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 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
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

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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。