中级
30 分钟

使用TPS65263和ATmega324P升级您的电力需求,实现三重降压转换

正确降压,节省电力

3xBuck click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

3xBuck click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega324P

提供电压控制在您的指尖,这一前沿解决方案让您的小工具发挥最佳性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

3xBuck Click基于德州仪器的TPS65263,这是一款具有可编程动态电压缩放功能的三路同步降压转换器。该IC包含三个独立的开关部分,它们以固定频率600kHz工作。一个buck部分使用与其他两个部分180˚相位差的开关时钟,这确保了低输入电流纹波,以及电源本身的较低EMI。TPS65263 IC具有I2C总线逻辑部分,允许对每个转换器的输出电压进行编程。初始时,每个部分的反馈电压分压电阻器设置输出电压。各个部分的输出电压设置为5V、3.3V和1.8V,因为这些值在嵌入式应用中最常用。一旦通过I2C接口发送了命令,TPS65263 IC的逻辑部分接管了控制,允许在每个输出中的三个之间以10mV步长编程电压,范围从0.68V到1.95V。这允许根据应用的具体需求微调所需的输出,该输出由3xBuck click供电。I2C接口还用于独立检索每个buck部分的功率好

状态、过电流和芯片温度警报。TPS65263 IC中有三个完全独立的开关部分,意味着每个部分都有专用的使能引脚、软启动引脚和环路补偿引脚。每个部分的使能引脚都连接到mikroBUS™。EN1、EN2和EN3分别连接到mikroBUS™的AN、PWM和INT引脚。这允许主机MCU控制3xBuck Click的操作。并非所有三个部分都具有相同的特性。3xBuck click标记为1V8(VOUT1)的输出在输入端口上提供12V时,可以承受高达3A的电流。其他两个输出可以提供高达2A的电流,保持输出处于1%的规定范围内。但是,应注意这是综合电流额定值,因此,如果使用多个输出,总电流消耗不应超过这些值。输入电压应在4.5V到18V之间,需要注意的是,它必须足够高以达到指定的电压和电流额定值。软启动功能使用专用SS引脚上的10nF电容器。每个通道都有专用的SS引脚,因此需要

使用三个引脚来设置每个通道的软启动。软启动功能防止开机时的高涌流,在软启动期间通过电容器逐渐增加输出电流。如前所述,该设备具有保护功能,可在诸如短路保护、过电流、过压和过热保护等事件中可靠运行。如果连接的负载吸收了过多的电流,将在高侧和低侧输出MOSFET上激活逐周期电流限制。如果高电流条件持续0.5ms后,设备将进入啜泡模式,完全关闭,然后在14ms后重新启动。整个启动序列将重复进行;如果输出上的故障条件持续存在,将重复此循环。这可以防止连接到输出的大负载引起损坏。3xBuck click的逻辑电压电平可以通过将标记为VCC SEL的SMD跳线切换到适当位置来选择。这允许与3.3V和5V MCU进行接口,扩展了该板的接口选项。

3xBuck 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。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

ATmega324P

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Channel 1 Enable
PA7
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Channel 2 Enable
PD4
PWM
Channel 3 Enable
PD2
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC0
SCL
I2C Data
PC1
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

3xBuck click Schematic schematic

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。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
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 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 DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step 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

这个库包含了3xBuck Click驱动程序的API。

关键功能:

  • c3xbuck_enable_buck - 此函数在板上启用所需的Buck

  • c3xbuck_disable_buck - 此函数在板上禁用所需的Buck

  • c3xbuck_set_voltage - 此函数在板上设置所需的Buck的电压

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 
 * \brief 3xBuck Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the 3 x Buck Click Board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Alternates between predefined and default values for the Bucks output and 
 * logs the current set values on the USB UART.
 * 
 * @note
 * The default output voltage on Buck 1 is 1800mV, Buck 2 is 3300mV, and Buck 3 is 5000mV.
 * Configurable output voltage on all Bucks ranges from 680mV to 1950mV.
 * 
 * \author Petar Suknjaja
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c3xbuck.h"

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

static c3xbuck_t c3xbuck;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    c3xbuck_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.

    c3xbuck_cfg_setup( &cfg );
    C3XBUCK_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    c3xbuck_init( &c3xbuck, &cfg );
    Delay_ms ( 100 );
    
    c3xbuck_default_cfg ( &c3xbuck );
    log_info( &logger, "---- Application Task ----" );
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.
    log_printf( &logger, "Setting predefined values : \r\n" );
    log_printf( &logger, "Buck 1 : 1000 mV\r\n");
    log_printf( &logger, "Buck 2 : 1250 mV\r\n");
    log_printf( &logger, "Buck 3 : 1500 mV\r\n");
    
    c3xbuck_set_voltage( &c3xbuck, C3XBUCK_SELECT_BUCK_1, C3XBUCK_OUTPUT_VOLTAGE_1000mV );
    c3xbuck_set_voltage( &c3xbuck, C3XBUCK_SELECT_BUCK_2, C3XBUCK_OUTPUT_VOLTAGE_1250mV );
    c3xbuck_set_voltage( &c3xbuck, C3XBUCK_SELECT_BUCK_3, C3XBUCK_OUTPUT_VOLTAGE_1500mV );
    
    // 10 seconds delay
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "Setting default values: \r\n");
    log_printf( &logger, "Buck 1 : 1800 mV\r\n");
    log_printf( &logger, "Buck 2 : 3300 mV\r\n");
    log_printf( &logger, "Buck 3 : 5000 mV\r\n");
    
    c3xbuck_set_voltage( &c3xbuck, C3XBUCK_SELECT_BUCK_1, C3XBUCK_BUCK_DEFAULT_OUTPUT_VOLTAGE );
    c3xbuck_set_voltage( &c3xbuck, C3XBUCK_SELECT_BUCK_2, C3XBUCK_BUCK_DEFAULT_OUTPUT_VOLTAGE );
    c3xbuck_set_voltage( &c3xbuck, C3XBUCK_SELECT_BUCK_3, C3XBUCK_BUCK_DEFAULT_OUTPUT_VOLTAGE );
    
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

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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