实现智能高端开关控制,支持四路独立通道的诊断、PWM 调制与电流感应功能
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硬件概览
它是如何工作的?
SolidSwitch 9 Click 采用 STMicroelectronics 的 VN9D5D20FN 四通道高端驱动器,基于先进的 VIPower 技术并通过 AEC-Q100 车规认证,可满足汽车和工业环境对高可靠性开关的需求。该 Click 板符合欧盟 2002/95/EC 环保指令,能够对直接接地的阻性和感性负载进行高端驱动控制。核心 24 位 SPI 接口用于编程、诊断与实时控制,为每个通道提供 0.1% 满量程精度的数字电流检测反馈,依赖内置 10 位 ADC 并可通过微调位进一步细化参考电流。VN9D5D20FN 提供四个独立输出通道(O0–O3),既可通过 SPI 控制,也可使用两路可分配直通输入
(DI0、DI1)在无 SPI 场景下实现灵活操控;每一路输出均配有 LED 指示(LD3–LD6),便于即时查看通道状态。为了增强系统安全性,器件集成多项诊断与保护功能:包括关断状态下的断载检测、通过 SPI 可读取的开路、输出短接 VCC、过温、通信错误、功率限制与闭锁等故障标志;同时具有限流与动态热管理机制,并可按设定选择锁存关闭或定时自动重启。板上 VBAT 指示 LED 可直观显示系统电源状态,支持最高 28 V 输入。器件支持 Reset、Fail-safe、Normal、Standby、Sleep 1、Sleep 2 及电池欠压模式,其中 Reset、Fail-safe 与 Sleep 1 合称为跛行
(limp-home)模式,可在无 SPI 的情况下通过 VBAT 与 DIx 信号进行模式切换与输出控制。默认配置下,DI0 控制 O0 与 O1,DI1 控制 O2 与 O3。VN9D5D20FN 还集成强大的 PWM 引擎,可为每通道生成相移 PWM 信号,支持从 1/512 到 1/4096 的四档分频比,便于精细的负载调制或电机控制。SolidSwitch 9 Click 通过 VCC SEL 跳帽选择 3.3 V 或 5 V 逻辑电平,兼容不同电压等级的 MCU。MIKROE 为该板提供易于使用的软件库和示例代码,方便用户进行进一步开发。
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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
软件支持
库描述
SolidSwitch 9 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 SolidSwitch 9 Click 板,依次对每个输出通道的占空比进行递增与递减控制。每次占空比更新后,启用相应通道输出并清除诊断状态。
关键功能:
solidswitch9_cfg_setup- 初始化 Click 配置结构体为默认值。solidswitch9_init- 初始化使用该 Click 板所需的所有引脚与外设。solidswitch9_default_cfg- 执行 SolidSwitch 9 Click 的默认配置流程。solidswitch9_set_out_duty- 设置指定输出通道的 PWM 占空比。solidswitch9_enable_out- 启用指定的输出通道。solidswitch9_clear_all_status- 清除所有诊断状态寄存器。
应用初始化
初始化日志记录器和 Click 板驱动,并应用默认配置。
应用任务
依次为每个通道调整 PWM 占空比,从 0% 增加至 100%,再回降至 0%,每次更新后清除诊断状态,并通过 USB UART 日志输出当前活动通道编号。
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 SolidSwitch 9 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the SolidSwitch 9 Click board by
* gradually increasing and decreasing the output duty cycle of each output channel one by one.
* After each update, the output is enabled and the diagnostic status is cleared.
*
* 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
* Adjusts the output duty cycle from 0% to 100% and back to 0% for each channel sequentially
* and clears the diagnostic status after each duty cycle update. The currently active output
* channel number is logged on the USB UART.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "solidswitch9.h"
static solidswitch9_t solidswitch9;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
solidswitch9_cfg_t solidswitch9_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.
solidswitch9_cfg_setup( &solidswitch9_cfg );
SOLIDSWITCH9_MAP_MIKROBUS( solidswitch9_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( SPI_MASTER_ERROR == solidswitch9_init( &solidswitch9, &solidswitch9_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( SOLIDSWITCH9_ERROR == solidswitch9_default_cfg ( &solidswitch9 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
static uint8_t out_ch_old = SOLIDSWITCH9_OUT_MASK;
static uint8_t out_ch = SOLIDSWITCH9_OUT1;
static int16_t duty = SOLIDSWITCH9_OUT_DUTY_0_PCT;
static int8_t duty_inc = 1;
if ( out_ch_old != out_ch )
{
log_printf ( &logger, "\r\n Active channel: " );
if ( SOLIDSWITCH9_OUT3 == out_ch )
{
log_printf ( &logger, "3\r\n" );
}
else
{
log_printf ( &logger, "%u\r\n", ( uint16_t ) ( out_ch >> 1 ) );
}
out_ch_old = out_ch;
}
solidswitch9_set_out_duty ( &solidswitch9, out_ch, duty );
solidswitch9_enable_out ( &solidswitch9, out_ch );
solidswitch9_clear_all_status ( &solidswitch9 );
duty += duty_inc;
if ( ( duty > SOLIDSWITCH9_OUT_DUTY_100_PCT ) || ( duty < SOLIDSWITCH9_OUT_DUTY_0_PCT ) )
{
if ( duty < SOLIDSWITCH9_OUT_DUTY_0_PCT )
{
out_ch <<= 1;
if ( out_ch > SOLIDSWITCH9_OUT3 )
{
out_ch = SOLIDSWITCH9_OUT0;
}
}
duty_inc *= -1;
duty += duty_inc;
}
}
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
类别:电源开关

































