初学者
10 分钟

使用TPD2015FN和TM4C1294NCZAD在工业及其他高需求环境中控制电感和电阻负载

用于电机、电磁阀和灯驱动的高侧开关(8通道)

IPD Click - 2015 with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

IPD Click - 2015

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1294NCZAD

增强工业自动化和需要控制电阻性和感性负载的应用,每个通道的电流容量高达0.5A,负载高达50mH。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

IPD Click - 2015 基于东芝半导体的TPD2015FN,这是一款具有MOSFET输出的8通道高侧开关,设计用于直接由CMOS和TTL逻辑电路驱动。它非常适合驱动电感性和电阻性负载,如工业可编程逻辑控制器、工业使用的电机、继电器、工厂自动化设备中的灯等。TPD2015FN的一个关键优势是内置的过电流和过温保护,通过防止过热和过电流来提高系统稳定性。TPD2015FN能够处理来自电感负载的反电动势,而不会超过组件的电压耐受性,优化用于高达50mH负载,每通道电流容量为0.5A,支持8-24V的外部

电源供应。各通道可以并联运行以增加输出的电流能力。如前所述,该Click板集成了全面的保护机制,包括当温度超过175°C时停用所有输出(OUT1-OUT8)的过温保护和在负载短路期间限制电压和电流的过电流保护,确保设备及其连接的外围设备的安全。设计用于与CMOS和TTL系统的直接集成,IPD Click具有每个输出通道的输入控制端子,允许独立的通道控制。IN1到IN4输入通过mikroBUS™插座直接接口,额外的IN5到IN8输入通过未填充的头部访问。TPD2015FN的每个输入控制引脚都配有内置

的300kΩ下拉电阻,以在开路状态下保持低逻辑状态。该Click板默认未填充东芝半导体的CRS20140A感性负载解耦二极管,允许用户在较高感性负载情况下添加。此外,它配备了用于所使用负载开关及其电源管理的二极管配置跳线。这些跳线已预配置,无需任何调整即可立即使用。该Click板可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电压水平下运行。这样,无论是3.3V还是5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,该Click板还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

IPD Click - 2015 hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

212

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Load 1 Control
PE3
AN
Load 2 Control
PB6
RST
ID COMM
PE7
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Load 3 Control
PD0
PWM
Load 4 Control
PB4
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

IPD Click - 2015 Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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 IPD Click - 2015 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ipd2015_all_pins_set - IPD 2015 引脚设置功能

  • ipd2015_set_out_level - IPD 2015 设置输出电平功能

  • ipd2015_get_out_state - IPD 2015 获取输出电平功能

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 main.c
 * @brief IPD 2015 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of IPD 2015 click board by toggling the output state.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Switches on all output pins state for 2 seconds, then switches them off, and turns them on one by one.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ipd2015.h"

static ipd2015_t ipd2015;   /**< IPD 2015 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    ipd2015_cfg_t ipd2015_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.
    ipd2015_cfg_setup( &ipd2015_cfg );
    IPD2015_MAP_MIKROBUS( ipd2015_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == ipd2015_init( &ipd2015, &ipd2015_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf( &logger, " Turning OUT 1 to OUT 4 HIGH \r\n" );
    ipd2015_all_pins_set( &ipd2015 );
    Delay_ms( 2000 );

    log_printf( &logger, " Turning OUT 1 to OUT 4 LOW \r\n" );
    ipd2015_all_pins_clear( &ipd2015 );
    Delay_ms( 2000 );

    log_printf( &logger, " Turning OUT 1 to OUT 4 one by one \r\n" );
    uint8_t out_sel = IPD2015_OUT1_PIN_MASK;
    do
    {
        ipd2015_set_out_level( &ipd2015, out_sel, IPD2015_PIN_STATE_HIGH );
        Delay_ms( 2000 );
        ipd2015_set_out_level( &ipd2015, out_sel, IPD2015_PIN_STATE_LOW );
        out_sel <<=  1;
    }
    while ( out_sel <= IPD2015_OUT4_PIN_MASK );
    
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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