中级
30 分钟

使用INA381和STM32F302VC实现电流水平的实时监测

利用尖端电流传感技术进行创新

Current 5 Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

Current 5 Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

通过我们先进的电流传感解决方案,增强您的工程专业知识,享受无与伦比的可靠性和精确的测量。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Current 5 Click基于INA381,这是一款零漂移拓扑的电流感应放大器,集成了比较器,可用于德州仪器(Texas Instruments)低端和高端电流感应和保护应用。这款电流感应放大器能够准确测量在常模电压远超设备供电电压的情况下,电流感应电阻(也称为电流分流电阻)上产生的电压。电流在IN负载连接端子上测量,当供电电压移除时,输入引脚上能够承受从-0.2V到+26V的全常模电压,而不会造成损坏。INA381还使用来自板载REF电位器的参考输入,简化了设置对应的电流阈值用于超范围比较。结合电流感应放大器的精确测量和板载比较器,实现了一体化的过流检测设备。这个组合创造了一个高精度设计,可以快速检测出超范围情况,并允许系统采取纠正措施,以防止潜在的组件

或系统损坏。INA381的放大输出电压是在板载电流感应电阻上产生的电压,是通过放大器增益(200V/V)乘以IN端子(IN+和IN-引脚)之间的输入电压得到的。然后使用ADC121S021,一个低功耗、单通道12位模数转换器(ADC),通过德州仪器的高速SPI接口将INA381的输出电压转换为数字值。INA381集成的比较器设计用于快速检测当感应电流超出范围时,并提供一个中断警报信号,路由到mikroBUS™插座的INT引脚,以实现更快的响应。这个警报输出可以配置为两种模式,透明或锁存,根据mikroBUS™插座上RST引脚的逻辑状态选择。在透明模式中,输出状态跟随输入状态,而在锁存模式中,警报输出只有在复位锁存器时才清除。INA381的板载比较器设计用于减少

当测量信号电平由于噪声接近过限阈值电平时警报输出振荡的可能性,具有50mV的迟滞。当比较器输入上的电压超过比较器参考输入上的电压时,警报信号设置为低逻辑状态。然后输出电压必须降至低于参考输入阈值电压的50mV迟滞电平,以使警报引脚取消断言并恢复到正常的高状态。此外,该板允许用户通过板载Hyst电位器更改从预设值50mV的迟滞。用户还可以将外部信号(如REF和HYST)引入同名的板载接头。此Click板™可通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压水平,这样,既3.3V又5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Current 5 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
Mode Selection
PC15
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PA5
SCK
SPI Data OUT
PA6
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Overlimit Alert
PD0
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 5 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

软件支持

库描述

该库包含 Current 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • current5_get_current - 获取电流

  • current5_get_adc - 读取原始ADC值

  • current5_get_alert - 获取警报引脚状态

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 Current5 Click example
 *
 * # Description
 * This example application showcases ability of the device
 * to read raw adc data and calculate the current from it.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of communication modules(SPI, UART) and 
 * additional pins for controlling device(RST, ALERT->INT).
 *
 * ## Application Task
 * Read ADC data with SPI communication and calculate input current.
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "current5.h"

static current5_t current5;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    current5_cfg_t current5_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.
    current5_cfg_setup( &current5_cfg );
    CURRENT5_MAP_MIKROBUS( current5_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = current5_init( &current5, &current5_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float current = 0;
    current5_get_current( &current5, &current );
    log_printf( &logger, " > Current[ A ]: %.2f\r\n", current );
    log_printf( &logger, "*************************************************\r\n" );
    Delay_ms ( 300 );
}

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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