中级
30 分钟

通过使用FAN4010和STM32F302VC实现精准电流测量,最大化效率

每安培的精度!

Current 2 Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

Current 2 Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

使用我们的精确电流测量解决方案简化操作,最大化能量利用,确保系统可靠性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Current 2 Click基于ON Semiconductor的FAN4010高端电流传感器。该集成电路是一个跨阻放大器,适用于通过位于电源和连接负载之间的分流电阻进行电流传感。这使得能够检测负载上的短路,并且不会干扰连接负载的GND参考,因为避免了负载负连接端子和GND之间的分流电阻。这些优点有利于电池充电应用和仪表,因为短路检测很重要。此外,电池的负极必须与GND保持相同的电位,以确保温度输出的准确性,这在使用低端分流电阻时是不可能的。虽然可以仅使用运算放大器设计类似的电路,但由于这种设计的高不准确性(典型运算放大器的偏

移电压会大大影响输出电流,特别是在应用放大后)和典型运算放大器所能承受的低共模电压,通常使用像FAN4010这样的专用电流传感放大器IC(CSA)。FAN4010具有极低的电流偏移,仅为2 µA,使得在0.2%的范围内进行非常准确的测量。FAN4010的输出跨导比为10mA/V,其中V代表分流电阻上的电压。输出电流线性依赖于负载电流。通过在输出和GND之间使用适当的电阻,可以将此电流缩放到适当的电压水平,用作A/D转换器的输入。MCP3001是Microchip的一款10位A/D转换器(ADC),具有SPI接口。它是一款高性能、低噪声的单电源ADC,每秒可

以提供高达200,000次采样(200 kbps),非常适合快速监控应用。它还配备参考输入引脚,可以使用准确的电压参考,确保非常高的采样精度。结合MCP1501-20 IC,一个高精度、缓冲电压参考2.048V,足以采样高达4A的负载电流(4A = 2V在ADC输入)。计算公式可以从FAN4010的数据表中推导出来。然而,如果使用为此Click板™提供的mikroSDK兼容函数,则无需进行任何计算。这些函数已经包含了所有必要的计算,并直接以物理单位[mA]输出连接负载的电流。随附的示例演示了它们的实际使用。

Current 2 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
NC
NC
RST
NC
NC
CS
SPI Chip Select
PA5
SCK
SPI Data OUT
PA6
MISO
SPI Data IN
PA7
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
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

Current 2 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

该库包含用于Current 2 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • current2_get_adc - 获取ADC值功能

  • current2_get_average_adc - 获取平均ADC值功能

  • current2_get_current - 获取电流值功能

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 
 * \brief current2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application measures current.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes SPI interface in Mode 0
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the current averaged result of 20 samples and
 * gets this result in a proper value [mA]. Repeats the current reading every 500ms.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "current2.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static current2_t current;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    current2_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    current2_cfg_setup( &cfg );
    CURRENT2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    current2_init( &current, &cfg );
    Delay_ms ( 300 );
    log_printf( &logger, "Current 2 is initialized \r\n \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t tmp;

    tmp = current2_get_current( &current, 20 );

    log_printf( &logger, "Current : %d mA \r\n", tmp );

    Delay_ms ( 500 );
}

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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