中级
30 分钟

使用MCP16331和MK64FN1M0VDC12高效地将高电压降至低电压

小体积,大能量

MCP16331 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

MCP16331 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

这种高效降压稳压器是功率管理的灯塔,提供优越的电压转换,同时最小化能量损失。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MCP16331 Click基于MCP16331,这是Microchip推出的一款非同步降压转换器,能够将输入电压从4.4V至50V转换为输出电压从2.0V至24V。有关MCP16331的更多详细信息,请参阅官方数据手册。但是,MCP16331 Click被设计用于处理输入电压从4.5V至18V,并在500mA的最大电流下输出电压从2.25V至12V,因为它采用降压-升压拓扑结构。为了设置MCP16331 Click的输出电压,使用了MCP4921 - 低功耗12位双电压输出DAC在反馈回路中。此DAC的输出用于驱动MCP16331的FB引脚,因此设置DAC输出到特定值就足以设

置输出电压。这将导致FB引脚驱动MCP16331的开关部分,从而输出所需的电压水平。mikroBUS™的AN引脚可用于验证输出电压,并根据需要更正给DAC的值。MCP4291 DAC可以通过SPI总线引脚由主MCU配置,路由到mikroBUS™。mikroBUS™的AN引脚路由到输出的电压分压器的中间点。此电压分压器用于缩放输出电压,以便主MCU的ADC可以成功转换它。在计算输出电压值时,除了ADC的位深度外,还应考虑这一点。MCP16331 Click有两个螺钉端子,用于连接输入电压和负载,SMD跳线用于选择DAC IC的电压。这会影响

SPI逻辑电压级别,因此可以使用3.3V和5V的MCU与此Click板™一起使用。这是因为MCP16331的使能引脚(EN)具有内部上拉电阻,即使该引脚未连接,也会保持MCP16331输出级别启用。在上电时,在通过SPI设置电压之前,DAC输出是未指定的,并且输出电压可能高于负载支持的值。此Click板™可以通过板上跳线选择3.3V或5V逻辑电压级别进行操作。通过这种方式,既可以使能3.3V,也可以使能5V的MCU正常使用通信线路。此外,此Click板™配备有包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

MCP16331 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分 都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本

身支持的通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PB2
AN
Enable
PB11
RST
SPI Chip Select
PC4
CS
SPI Clock
PC5
SCK
SPI Data OUT
PC7
MISO
SPI Data IN
PC6
MOSI
Power Supply
3.3V
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

MCP16331 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 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
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image 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

这个库包含了 MCP16331 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • mcp16331_set_vout - 此函数设置输出电压值

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 Mcp16331 Click example
 * 
 * # Description
 * This application is buck-boost voltage regulator.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Sends hal pointers, and initializes Click
 * 
 * ## Application Task  
 * Switches between 5 V and 12 V values
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mcp16331.h"

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

static mcp16331_t mcp16331;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    mcp16331_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.

    mcp16331_cfg_setup( &cfg );
    MCP16331_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    mcp16331_init( &mcp16331, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    mcp16331_set_vout( &mcp16331, 5000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    mcp16331_set_vout( &mcp16331, 12000 );
    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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