初学者
10 分钟

使用MAX20406和PIC32MZ2048EFM100将您的电压控制挑战转化为胜利

告别电力浪费,迎接高效!

Step Down 9 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 26, 2024

点击板

Step Down 9 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

不仅仅是管理电压,而是掌握它!我们的同步降压转换器以精确的方式应对电压挑战,实现最佳电源性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Step Down 9 Click 基于 Analog Devices 的 MAX20406,这是一款汽车用全集成同步静音开关降压转换器。它是一款低 EMI 发射降压转换器,集成了高侧和低侧开关,并可以通过 99% 占空比运行以进行低压降操作。Step Down 9 Click 使用 TPL0501 数字电位器以电阻分压器配置进行外部输出电压调整。TPL0501 是 Texas Instruments 的单通道数字电位器,具有 SPI 接口。它具有 256 位置分辨率和 100KΩ 的端到端电阻。如前所述,Step Down 9 Click 使用 TPL0501 及其 3 线 SPI 串行接口与主机 MCE 通信,支持高达 25MHz 的时钟频

率。电压质量可以通过观察 mikroBUS™ 插槽的 PG 引脚上的 PGOOD 信号来监测。EN 引脚是电路激活的输入,在高电平逻辑状态下激活。此 Click board™ 还配备了一个 5 针插头,可以使用 MAX20406 的附加功能。转换器可以在强制 PWM 模式下使用双相操作,用于高电流应用。如果在强制 PWM 模式下,SYO 引脚将与控制器时钟相位相差 180 度。如果在跳跃模式下,则 SYO 引脚上将不存在时钟。要设置跳跃模式,将 SYI 引脚连接到 GND;否则,如果将 SYI 连接到 BIAS,则将选择强制 PWM 模式。VEA 是双相操作所需的内部电

压回路误差放大器输出。MAX20406 可以配置为控制器或目标。当 SYO 连接到 BIAS 并且转换器启用时,将有一个程序来检测它是控制器还是目标。在控制器配置中,您可以使用 VEA 引脚连接到目标的 VEA 以确保两相之间的电流平衡共享。更多信息请参阅 MAX20406 的数据表。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 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。

Step Down 9 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
RA9
RST
SPI Chip Select
RPD4
CS
SPI Clock
RPD1
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
RPD3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Converter Enable
RPE8
PWM
Power Good Indicator
RF13
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

Step Down 9 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 Access - upright/background 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
Curiosity PIC32 MZ EF 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

该库包含 Step Down 9 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • stepdown9_set_en_pin - Step Down 9 设置 EN 引脚状态功能。

  • stepdown9_set_wiper_pos - Step Down 9 设置滑动端位置功能。

  • stepdown9_set_output - Step Down 9 设置输出电压功能。

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 Step Down 9 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Step Down 9 Click driver.
 * This driver provides the functions to set the output voltage treshold.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization, default settings sets output voltage to 1.6 V.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Step Down 9 Click board™ by changing 
 * output voltage every 5 seconds starting from 1.6 V up to 10 V.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepdown9.h"

static stepdown9_t stepdown9;
static log_t logger;

/**
 * @brief Output level printing function.
 * @details This function is used to log value of the selected voltage to UART terminal.
 * @param[in] sel_level : Selected voltage level.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
static void print_selected_output_level ( uint8_t sel_level );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    stepdown9_cfg_t stepdown9_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.
    stepdown9_cfg_setup( &stepdown9_cfg );
    STEPDOWN9_MAP_MIKROBUS( stepdown9_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == stepdown9_init( &stepdown9, &stepdown9_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( STEPDOWN9_ERROR == stepdown9_default_cfg ( &stepdown9 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    for ( uint8_t n_cnt = STEPDOWN9_VOUT_1V6; n_cnt <= STEPDOWN9_VOUT_10V; n_cnt++ )
    {
        stepdown9_set_output( &stepdown9, n_cnt );
        log_printf( &logger, " Selected output is:" );
        print_selected_output_level ( n_cnt );
        Delay_ms( 5000 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

static void print_selected_output_level ( uint8_t sel_level )
{
    switch ( sel_level )
    {
        case ( STEPDOWN9_VOUT_1V6 ):
        {
            log_printf( &logger, " 1.6V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_2V ):
        {
            log_printf( &logger, " 2V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_2V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 2.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_3V ):
        {
            log_printf( &logger, " 3V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_3V3 ):
        {
            log_printf( &logger, " 3.3V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_3V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 3.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_4V ):
        {
            log_printf( &logger, " 4V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_4V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 4.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_5V ):
        {
            log_printf( &logger, " 5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_5V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 5.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_6V ):
        {
            log_printf( &logger, " 6V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_6V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 6.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_7V ):
        {
            log_printf( &logger, " 7V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_7V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 7.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_8V ):
        {
            log_printf( &logger, " 8V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_8V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 8.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_9V ):
        {
            log_printf( &logger, " 9V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_9V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 9.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_10V ):
        {
            log_printf( &logger, " 10V\r\n" );
            break;
        }
        default:
        {
            log_printf( &logger, " ERROR\r\n" );
        }
    }
}

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

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