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30 分钟

使用ADP5350和STM32F302VC设计高级电源管理解决方案

终极电池管理

BATT-MAN 3 Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

BATT-MAN 3 Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

简化能源消耗,提高电池安全性,并改善整体系统效率。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

BATT-MAN 3 Click基于ADP5350,这是由Analog Devices提供的先进电池管理PMIC,具有感应升压LED和三个LDO稳压器。它结合了一个高性能降压稳压器用于单锂离子/锂离子聚合物电池充电(也可以在左侧标记为BUCK的端口上使用)、一个燃料计量器、一个高度可编程的升压稳压器用于LED背光照明、一个超低静态电流的低压差(LDO)稳压器以及两个通用LDO稳压器。此外,它支持优化的USB 5V输入的USB连接。ADP5350在涓流充电模式和恒流(CC)/恒压(CV)快速充电模式下工作。它还具有一个内部场效应晶体管(FET),允许在系统电源侧隔离电池。ADP5350燃料计量器是一种低电流消耗的解决方案,适用于可充电锂离子电池供电的设备。其升压稳压器以1.5MHz的开关频率工作。它可以用作恒压稳压器或VOUT4端子的多个LED背光驱动

器的补充恒流稳压器。该LED驱动器可以支持各种LED背光配置,可以并联或串联多个LED,连接在右上方的板载端口上。此Click board™还具有升压稳压器的反馈感应,可以通过将标记为MODE SEL的SMD跳线置于标记为STAL和LED的适当位置来选择独立或LED工作模式。用户还可以通过安装或移除R11和R9两个跳线来激活或停用板子的升压和LED部分。BATT-MAN 3 Click使用标准I2C两线接口与MCU通信,以读取数据和配置设置,最大频率为400kHz。此外,它使用多个GPIO引脚,其中一个是中断引脚,连接到mikroBUS™插座的INT引脚,用作“故障”指示器,当发生故障时立即通知主机。ADP5350顶部端子标记为VOUT1至VOUT3的低压差(LDO)稳压器优化为在低关闭电流和静态电流下运行,以延长电池寿命。该设备是一个可以打开或关闭的负载开关。I2C接口使所

有参数的可编程性,包括操作监控和安全控制的状态位回读。此Click board™使用两个LED指示灯,标记为PGOOD和BATT OK,分别用作电源良好和充电状态指示器,以及板子左上方保留的用于锂离子/锂离子聚合物电池的连接器。PGOOD指示良好的输入电源,而BATT OK显示电池电压的实时状态。它还具有通过连接到板载端子标记为NTC的内部或外部热敏电阻进行的电池组温度感应功能。当电池组温度超过规定范围时,这种感应将阻止充电。可以通过将标记为TMP SEL的SMD跳线置于标记为EXT和INT的适当位置来选择热敏电阻。此Click board™只能在5V逻辑电压水平下运行。因此,在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,此Click board™配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

BATT-MAN 3 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
Battery Status
PC15
RST
Power-Good Indicator
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
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

BATT-MAN 3 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

该库包含 BATT-MAN 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • battman3_get_battery_voltage - 读取电池电压水平

  • battman3_set_ldo_vout - 设置LDO的电压输出

  • battman3_set_charge_termination_voltage - 设置充电终止电压

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 BATT-MAN3 Click example
 *
 * # Description
 * This example showcases ability of device to charge battery,
 * and outputs and supply 4 different devices with 3 LDO's and
 * 1 boost channel.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of the communication modules(UART, I2C) and 3 additional
 * input pins(power good, battery ok, and interrupt). Configures device
 * to enable charging, battery voltage monitoring, sets charging termination
 * to 3.7V, charging threshold to 3.1V and dead battery to 2.5V. Enables all
 * 3 LDO's( channel 1 -> 3.3V, channel 2 -> 1.5V, and channel 3 -> 2.5V ). 
 *
 * ## Application Task
 * Reads battery voltage level and logs it. Besides that reads status and logs
 * every change on charging and battery status. If power good flag occurs(PGD 
 * pin goes low) disables LDO's, and reenables them when battery is full(when 
 * battery reaches charging termination voltage).
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "battman3.h"

/**
 * @brief BATT-MAN 3 Click LOG delay.
 * @details Macro that specifies delay between logs of battery voltage.
 */
#define LOG_THRESHOLD_1SEC 10
#define LOG_THRESHOLD_3SEC 30
#define LOG_THRESHOLD_5SEC 50

static battman3_t battman3;
static log_t logger;

/**
 * @brief Parse charge status.
 * @details This function reads charge status 1 and 2 
 * and logs @b CHAGER_STATUS and @b BATTERY_STATUS on change.
 * @return Nothing.
 */
static void battman3_charge_status ( void );

/**
 * @brief Enable/Disable all 3 LDO's.
 * @details This function sets state of all 3 LDO's.
 * @param[in] enable : Enable/Disable.
 * @return Nothing.
 */
static void battman3_ldo( uint8_t enable );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    battman3_cfg_t battman3_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.
    battman3_cfg_setup( &battman3_cfg );
    BATTMAN3_MAP_MIKROBUS( battman3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == battman3_init( &battman3, &battman3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BATTMAN3_ERROR == battman3_default_cfg ( &battman3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    uint8_t temp_data = 0;
    
    battman3_reg_read( &battman3, BATTMAN3_REG_MANUFACTURE_AND_MODEL_ID, &temp_data );
    log_printf( &logger, " > ID: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t )temp_data );
    battman3_reg_read( &battman3, BATTMAN3_REG_SILICON_REVSION, &temp_data );
    log_printf( &logger, " > REV: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t )temp_data );
    
    //Charging voltage termination
    battman3_set_charge_termination_voltage( &battman3, 3.7 );
    //Charging voltage threshold
    battman3_set_charge_voltage_threshold( &battman3, BATTMAN3_VTRK_DEAD_2p5V, 3.1 );
    //LDO 1
    battman3_set_ldo_state( &battman3, BATTMAN3_LDO1, BATTMAN3_ENABLE );
    battman3_set_ldo_vout( &battman3, BATTMAN3_LDO1, BATTMAN3_LDO_3p30V );
    //LDO 2
    battman3_set_ldo_state( &battman3, BATTMAN3_LDO2, BATTMAN3_ENABLE );
    battman3_set_ldo_vout( &battman3, BATTMAN3_LDO2, BATTMAN3_LDO_1p50V );
    //LDO 3
    battman3_set_ldo_state( &battman3, BATTMAN3_LDO3, BATTMAN3_ENABLE );
    battman3_set_ldo_vout( &battman3, BATTMAN3_LDO3, BATTMAN3_LDO_2p50V );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms ( 500 );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t counter = 0;
    static uint8_t ldo_enable = 1;
    float vbat = 0; 
    
    if ( !battman3_get_power_good( &battman3 ) && ldo_enable )
    {
        battman3_ldo( BATTMAN3_DISABLE );
        log_printf( &logger, " > Power is not good - LDO disabled\r\n" );
        ldo_enable = 0;
    }
    else if ( battman3_get_power_good( &battman3 ) && !ldo_enable )
    {
        battman3_ldo( BATTMAN3_ENABLE );
        log_printf( &logger, " > Power is good - LDO enabled\r\n" );
        ldo_enable = 1;
    }
    
    battman3_charge_status( );
    
    if ( counter >= LOG_THRESHOLD_3SEC )
    {
        counter = 0;
        battman3_get_battery_voltage( &battman3, &vbat );
        log_printf( &logger, " > Battery voltage: %.2f\r\n", vbat );  
        log_printf( &logger, "****************************************************\r\n" );
    }
    counter++;
    Delay_ms ( 100 );
}

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;
}

static void battman3_charge_status ( void )
{
    static uint8_t charge_status1 = 0;
    static uint8_t charge_status2 = 0;
    uint8_t temp_data = 0;
    battman3_reg_read( &battman3, BATTMAN3_REG_CHARGER_STATUS1, &temp_data );
    temp_data &= 0x7;
    if ( charge_status1 != temp_data )
    {
        charge_status1 = temp_data;
        switch ( charge_status1 )
        {
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS1_OFF:
            {
                log_printf( &logger, " > Charge status: off\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS1_TRICLE_CHARGE:
            {
                log_printf( &logger, " > Charge status: tricle charge\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS1_FAST_CHARGE_CC:
            {
                log_printf( &logger, " > Charge status: fast charge(CC mode)\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS1_FAST_CHARGE_CV:
            {
                battman3_ldo( BATTMAN3_ENABLE );/*< Battery is full reenable LDO's*/
                log_printf( &logger, " > Charge status: fast charge(CV mode)\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS1_CHARGE_COMPLETE:
            {
                log_printf( &logger, " > Charge status: charge complete\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS1_SUSPEND:
            {
                log_printf( &logger, " > Charge status: suspend\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS1_TIMER_EXPIRED:
            {
                log_printf( &logger, " > Charge status: ticle, fast or safety charge timer expired\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS1_BATTERY_DETECTION:
            {
                log_printf( &logger, " > Charge status: battery detection\r\n" );
                break;
            }
            default:
            {
                log_error( &logger, " Status." );
                break;
            }
        }
    }
    battman3_reg_read( &battman3, BATTMAN3_REG_CHARGER_STATUS2, &temp_data );
    temp_data &= 0x07;
    if ( charge_status2 != temp_data )
    {
        charge_status2 = temp_data;
        switch ( charge_status2 )
        {
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS2_BATTERY_MONITOR_OFF:
            {
                log_printf( &logger, " > Battery monitor off\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS2_NO_BATTERY:
            {
                log_printf( &logger, " > No battery\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS2_VBSNS_LESSTHEN_VTRK:
            {
                log_printf( &logger, " > Battery voltage less then trickle threshold\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS2_VBSNS_MIDDLE_VRK_VWEAK:
            {
                log_printf( &logger, " > Battery voltage in middle between tricle and weak threshold\r\n" );
                break;
            }
            case BATTMAN3_CHARGE_STATUS2_VBSNS_MORETHEN_VWEAK:
            {
                log_printf( &logger, " > Battery voltage more then weak threshold\r\n" );
                break;
            }
            default:
            {
                log_error( &logger, " Status." );
                break;
            }
        }
    }
}

static void battman3_ldo( uint8_t enable )
{
    battman3_set_ldo_state( &battman3, BATTMAN3_LDO1, enable );
    battman3_set_ldo_state( &battman3, BATTMAN3_LDO2, enable );
    battman3_set_ldo_state( &battman3, BATTMAN3_LDO3, enable );
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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