使用STUSB4700和ATmega1284将自己打造成终极技术提供者

一充统领所有

已发布 6月 27, 2024

点击板

USB-C Source Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega1284

用一款单个USB-C源充电器轻松给所有设备充电，让生活更简单。

硬件概览

它是如何工作的？

USB-C Source Click基于STUSB4700，这是一款独立的USB供电控制器，优化为向询问的消费设备协商提供给定数量的电源。它结合了高电压能力和低功耗，可安全地用于处理VBUS电源路径上的高电压的系统。该设备集成了CC引脚上的内部电路，能够耐受高电压，并确保在VBUS出现意外短路或连接到提供高电压的设备时的22V保护。此Click板基于外部电源供电，固定电压为24V。接下来，输入电源电压经过ST1S14，一款能够根据应用条件向负载提供高达3A DC电流的单片降压功率开关稳压器进行步进降压。该降压稳压器通过USB连接器与另一个Sink设备建立通信，表示

Power Delivery输出连接器。在源功率角色中，STUSB4700的VBUS_EN_SRC引脚在与Sink建立连接且VBUS处于有效操作范围内时启用输出的VBUS电源。开漏输出允许直接驱动PMOS晶体管。它还具有VBUS_SENSE引脚，用于检测VBUS存在、监视VBUS电压并在USB Type-C插座侧释放VBUS。STUSB4700通过标准的I2C接口与MCU通信，支持高达400kbit/s（快速模式）的传输，用于配置、控制和读取设备的状态。它还具有USB Power Delivery通信的可能性，通过CC1和CC2配置通道引脚用于连接和附件检测、插头方向确定以及USB Type-C电缆上的系统配置管理。根据

用户设置的STUSB4700的地址引脚ADDR0，它具有两个默认地址（0x28和0x29），确定从机地址的LSB，并可通过标有ADDR SEL的板上SMD跳线选择。提供了其他功能，如复位和“警报”中断，并通过mikroBUS™插座上的RST和INT引脚进行路由。RST引脚重置所有模拟信号、状态机并重新加载配置，而标有INT的中断输出表示警报输出。此Click板可以使用3.3V或5V逻辑电压级别运行，通过VCC SEL跳线选择。这样，既能够使3.3V和5V的MCU正常使用通信线路。此外，该Click板配备了包含易于使用的功能和示例代码的库，可用于进一步开发。

USB-C Source Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板，专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器，来自Microchip，并具有一系列独特功能，如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。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。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器，比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 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。一个集成的mikroProg，一个快速的USB 2.0程序员，带有mikroICD硬件在线电路调试器，提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外，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，包括外部12V电源供应，7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子，以及通过USB Type-B（USB-B）连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内，与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项（7段、图形和基于字符的LCD）和几种不同的DIP插座一起，覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 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。

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

RAM (字节)

16384

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Reset

PA6

RST

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

Interrupt

PD2

INT

I2C Clock

PC0

SCL

I2C Data

PC1

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

GNSS2 Click front image hardware assembly

GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly

EasyAVR v7 Access DIP MB 1 - upright/background hardware assembly

NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly

NECTO Output Selection Step Image hardware assembly

Necto DIP image step 7 hardware assembly

EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step 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 USB-C Source Click 驱动程序的 API。

关键功能:

usbcsource_hw_reset - 硬件复位功能。
usbcsource_get_alert_status - 获取警报状态功能。
usbcsource_set_pdo_config - 设置PDO配置功能。

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 USBCSource Click example
 *
 * # Description
 * This is an example that demonstrates the use of the USB-C Source Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver enables - I2C, set hardware reset and default configuration 
 * and display configuration of the five PDOs, also write log.
 *
 * ## Application Task
 * In this example, we show port status, monitoring, and connections.
 * All data logs write on USB uart changes every 5 sec.
 * 
 * Additional Functions :
 * - void display_port_status ( ) - Display port status info.
 * - void display_monitoring_status ( ) - Display monitoring status info.
 * - void display_connection_status ( ) - Display connection status info.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "usbcsource.h"

static usbcsource_t usbcsource;
static log_t logger;

port_status_t port_status;
monitor_status_t monitor_status;
connection_status_t conn_status;
pdo_config_t pdo_data;

/**
 * @brief USB-C Source display port status.
 * @details This function is used for displaying port status.
 */
void display_port_status ( void );

/**
 * @brief USB-C Source display monitoring status.
 * @details This function is used for displaying monitoring status.
 */
void display_monitoring_status ( void );

/**
 * @brief USB-C Source display connection status.
 * @details This function is used for displaying connection status.
 */
void display_connection_status ( void );

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    usbcsource_cfg_t usbcsource_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.
    usbcsource_cfg_setup( &usbcsource_cfg );
    USBCSOURCE_MAP_MIKROBUS( usbcsource_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = usbcsource_init( &usbcsource, &usbcsource_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    usbcsource_hw_reset( &usbcsource );
    Delay_ms( 500 );
    usbcsource_default_config( &usbcsource );
    Delay_ms( 500 );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    
    usbcsource_get_pdo_config( &usbcsource, USBCSOURCE_SEL_PDO1, &pdo_data );
    log_printf( &logger, " PDO 1 - Voltage = %.2f V \r\n", pdo_data.vtg_data );
    log_printf( &logger, " PDO 1 - Current = %.2f A \r\n", pdo_data.curr_data );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    
    usbcsource_get_pdo_config( &usbcsource, USBCSOURCE_SEL_PDO2, &pdo_data );
    log_printf( &logger, " PDO 2 - Voltage = %.2f V \r\n", pdo_data.vtg_data );
    log_printf( &logger, " PDO 2 - Current = %.2f A \r\n", pdo_data.curr_data );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    
    usbcsource_get_pdo_config( &usbcsource, USBCSOURCE_SEL_PDO3, &pdo_data );
    log_printf( &logger, " PDO 3 - Voltage = %.2f V \r\n", pdo_data.vtg_data );
    log_printf( &logger, " PDO 3 - Current = %.2f A \r\n", pdo_data.curr_data );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    
    usbcsource_get_pdo_config( &usbcsource, USBCSOURCE_SEL_PDO4, &pdo_data );
    log_printf( &logger, " PDO 4 - Voltage = %.2f V \r\n", pdo_data.vtg_data );
    log_printf( &logger, " PDO 4 - Current = %.2f A \r\n", pdo_data.curr_data );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    
    usbcsource_get_pdo_config( &usbcsource, USBCSOURCE_SEL_PDO5, &pdo_data );
    log_printf( &logger, " PDO 5 - Voltage = %.2f V \r\n", pdo_data.vtg_data );
    log_printf( &logger, " PDO 5 - Current = %.2f A \r\n", pdo_data.curr_data );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) {
    usbcsource_get_port_status( &usbcsource, &port_status );
    display_port_status( );
    Delay_ms( 100 );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - " );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    
    usbcsource_get_monitoring_status( &usbcsource, &monitor_status );
    display_monitoring_status( );
    Delay_ms( 100 );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - " );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    
    usbcsource_get_connection_status( &usbcsource, &conn_status );
    display_connection_status( );
    Delay_ms( 100 );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - " );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

void display_port_status ( void ) {
    log_printf( &logger, " Attached Device   : " );
    
    switch ( port_status.attached_device ) {
        case USBCSOURCE_ATTACHED_DEVICE_NONE_ATT: {
            log_printf( &logger, "No device connected\r\n" );
            break;
        }
        case USBCSOURCE_ATTACHED_DEVICE_SNK_ATT: {
            log_printf( &logger, "Sink device connected\r\n" );
            break;
        }
        case USBCSOURCE_ATTACHED_DEVICE_SRC_ATT: {
            log_printf( &logger, "Source device connected\r\n" );
            break;
        }
        case USBCSOURCE_ATTACHED_DEVICE_DBG_ATT: {
            log_printf( &logger, "Debug accessory device connected\r\n" );
            break;
        }
        case USBCSOURCE_ATTACHED_DEVICE_AUD_ATT: {
            log_printf( &logger, "Audio accessory device connected\r\n" );
            break;
        }
        case USBCSOURCE_ATTACHED_DEVICE_POW_ACC_ATT: {
            log_printf( &logger, "Power accessory device connected\r\n" );
            break;
        }
    }
    
    log_printf( &logger, " Low Power Standby :" ); 
    if ( port_status.low_power_standby == USBCSOURCE_LOW_POWER_STANDBY_ON ) {
        log_printf( &logger, " ON\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, " OFF\r\n" );
    }

    log_printf( &logger, " Power Mode        :" );
    if ( port_status.power_mode == USBCSOURCE_POWER_MODE_SRC ) {
        log_printf( &logger, " Source\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, " Sink\r\n" );
    }

    log_printf( &logger, " Data Mode         :" );
    if ( port_status.data_mode == USBCSOURCE_DATA_MODE_DFP ) {
        log_printf( &logger, " DFP\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, " UFP\r\n" );
    }

    log_printf( &logger, " Attach            :" );
    if ( port_status.attach == USBCSOURCE_CONN_ATTACHED ) {
        log_printf( &logger, " Attached\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, " Unattached\r\n" );
    }
}

void display_monitoring_status ( void ) {
    log_printf( &logger, " VBUS Ready        :" );
    if ( monitor_status.vbus_ready == USBCSOURCE_VBUS_READY_CONNECTED ) {
        log_printf( &logger, " Connected\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, " Disconnected\r\n" );
    }

    log_printf( &logger, " VBUS Safe         :" );
    if ( monitor_status.vbus_vsafe0v == USBCSOURCE_VBUS_VSAFE0V_0_8V_LOWER ) {
        log_printf( &logger, " Lower than 0.8V\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, " Higher than 0.8V\r\n" );
    }

    log_printf( &logger, " VBUS Valid        :" );
    if ( monitor_status.vbus_valid == USBCSOURCE_VBUS_VALID_3_9V_HIGHER ) {
        log_printf( &logger, " Lower than 3.9V\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, " Higher than 3.9V\r\n" );
    }
}

void display_connection_status ( void ) {
    log_printf( &logger, " Conn. orientation :" );
    if ( conn_status.cc_reverse == 1 ) {
        log_printf( &logger, " Twisted\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, " Straight\r\n" );
    }

    log_printf( &logger, " Sink Power Level  :" );
    if ( conn_status.snk_power_level == 0 ) {
        log_printf( &logger, " Rp standard current is connected\r\n" );
    } else if ( conn_status.snk_power_level == 1 ) {
        log_printf( &logger, "  Rp 1.5A is connected\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, "  Rp 3.0A is connected\r\n" );
    }
}

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