中级
20 分钟

使用 TPS62916 和 STM32F302VC,实现低噪声、低纹波的 DC/DC 降压转换

面向敏感电子系统的低噪声降压转换器,支持实时监控

Buck 24 Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 8月 27, 2025

点击板

Buck 24 Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

通过低噪声 DC/DC 电源转换,并具备可选输出电压、实时电流与功率监测功能,为敏感电子系统提供稳定可靠的供电保障

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Buck 24 Click 基于德州仪器(Texas Instruments)的 TPS62916 低噪声、低纹波同步降压转换器,这是一款高效的固定频率电流模式器件,集成了经过滤波的内部参考源,能够实现媲美低噪声 LDO 稳压器的干净输出性能。为进一步降低输出电压纹波,该器件默认工作在 1MHz 开关频率下,同时用户还可通过调节外部电阻 R13 与 R14 将频率配置为 1.4MHz 或 2.2MHz。其显著特性之一是内置铁氧体磁珠滤波补偿,增强了噪声抑制能力,非常适合对电源噪声敏感的电子应用环境。该板支持 3V 至 17V 的宽输入电压范围,通过 INPUT 端子供电,可兼容多种常见电源。

凭借强大的性能与低噪声特性,Buck 24 Click 专为苛刻行业设计,包括电信基础设施、航空航天与国防系统(如雷达与航空电子)、精密测试与测量设备,以及对电源波动极为敏感的医疗设备。该 Click 板™ 配备一个四档开关,用户可通过 OUTPUT 端子选择所需的稳压输出电压,对应预设电压分别为:0 档 1V,1 档 1.8V,2 档 2.5V,3 档 3.3V,从而为不同应用提供灵活性。除主电源管理芯片 TPS62916 外,板上还集成了同样来自德州仪器的 INA219 双向电流与功率监测器,用于实现输出电压、电流及功率的高精度实时测量。INA219 通过 I2C 接口与主控 MCU 通

信,支持快速模式与高速模式,确保高效的数据交互。此外,板上还提供了两个用于增强操作与监测的引脚:RST 引脚作为设备使能控制信号,允许用户根据需要启用或停用降压转换器;PG 引脚则作为开漏电源良好输出,用于实时指示电压异常或故障(欠压)状态。该 Click 板™ 可通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压,因此可兼容 3.3V 与 5V 的 MCU 系统。板上同时配备了易于使用的函数库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

Buck 24 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 4 for STM32F3 是一款紧凑型开发板,作为完整的解决方案而设计,可帮助用户快速构建具备独特功能的定制设备。该板搭载 STMicroelectronics 的 STM32F302VCT6 微控制器,配备四个 mikroBUS™ 插槽用于连接 Click boards™、完善的电源管理功能以及其他实用资源,是快速开发各类应用的理想平台。其核心 MCU STM32F302VCT6 基于高性能 

Arm® Cortex®-M4 32 位处理器,运行频率高达 168MHz,处理能力强大,能够满足各种高复杂度任务的需求,使 Clicker 4 能灵活适应多种应用场景。除了两个 1x20 引脚排针外,板载最显著的连接特性是四个增强型 mikroBUS™ 插槽,支持接入数量庞大的 Click boards™ 生态系统,该生态每日持续扩展。Clicker 4 各功能区域标识清晰,界面直观简洁,极大

提升使用便捷性和开发效率。Clicker 4 的价值不仅在于加速原型开发与应用构建阶段,更在于其作为独立完整方案可直接集成至实际项目中,无需额外硬件修改。四角各设有直径 4.2mm(0.165")的安装孔,便于通过螺丝轻松固定。对于多数应用,只需配套一个外壳,即可将 Clicker 4 开发板转化为完整、实用且外观精美的定制系统。

CLICKER 4 for STM32F302VCT6 double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32F302VC Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

100

RAM (字节)

40960

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Device Enable
PC15
RST
ID COMM
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Power-Good Indicator
PD0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB10
SCL
I2C Data
PB11
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Buck 24 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以CLICKER 4 for STM32F302VCT6作为您的开发板开始。

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product6 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
PIC32MZ MXS Data Capture Board NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 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

Buck 24 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 Buck 24 Click 板,通过 I2C 通信监测输出电压、电流和功率,同时检查电源良好(PG)状态引脚以检测欠压情况。

关键功能:

  • buck24_cfg_setup - 初始化 Click 配置结构体为初始值。

  • buck24_init - 初始化此 Click 板所需的所有引脚和外设。

  • buck24_default_cfg - 执行 Buck 24 Click 板的默认配置。

  • buck24_get_pg_pin - 读取 PG(Power-Good)引脚的逻辑电平。

  • buck24_read_data_avg - 读取多组测量数据并返回其平均值。

应用初始化
初始化日志记录器和 Click 板驱动程序,并应用默认配置。

应用任务
检查电源良好(PG)引脚是否处于有效状态,如触发则记录欠压警告。每秒从设备读取并记录平均电压、电流和功率值。

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 Buck 24 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Buck 24 Click board by monitoring the output voltage, 
 * current, and power via I2C communication. It also checks the Power-Good (PG) status pin to detect 
 * undervoltage conditions.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger and the Click board driver, and applies the default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Checks if the Power-Good (PG) pin is active and logs an undervoltage warning if triggered.
 * Reads and logs the average voltage, current, and power values from the device every second.
 *
 * @note
 * Use an on-board VOUT SEL switch to select the buck output voltage level (1.0V, 1.8V, 2.5V, 3.3V).
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buck24.h"

static buck24_t buck24;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    buck24_cfg_t buck24_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.
    buck24_cfg_setup( &buck24_cfg );
    BUCK24_MAP_MIKROBUS( buck24_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == buck24_init( &buck24, &buck24_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BUCK24_ERROR == buck24_default_cfg ( &buck24 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    buck24_data_t buck;

    if ( !buck24_get_pg_pin ( &buck24 ) )
    {
        log_printf( &logger, " Undervoltage: below 90%% of nominal voltage\r\n" );
    }

    if ( BUCK24_OK == buck24_read_data_avg ( &buck24, BUCK24_DEFAULT_NUM_CONV, &buck ) )
    {
        log_printf( &logger, " Voltage: %.3f V\r\n", buck.bus_v );
        log_printf( &logger, " Current: %.3f A\r\n", buck.current );
        log_printf( &logger, " Power: %.2f W\r\n\n", buck.power );
    }

    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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