中级
30 分钟

使用 LTC3225 和 PIC18LF47K42 充电并随时待命。

可靠电源,不间断性能。

UPS Click with EasyPIC v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

UPS Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18LF47K42

告别缓慢充电和不可靠的电源,体验我们的终极UPS解决方案,实现无缝运行。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

UPS Click基于来自Analog Devices的LTC3225,这是一个150mA的超级电容充电器,用于以控制电流和恒定电压充电两个串联的电容器。 LTC3225具有通过监测它们的电压来保持两个连接的超级电容器上恒定电压水平的独特能力。这提高了超级电容器的使用寿命,保护它们免受过电压的影响。在充电过程中发生电压差异时(取决于使用的两个超级电容器之间的差异),其中一个电压可能上升到足以造成损坏的程度。与使用电阻放电电容器的其他平衡技术不同(其电压较高),LTC3225会自动调整两个电容器的充电电流,直到它们的充电速度相等。充电电流之间的差异可以增加或减小50%。当Cout电压达到其标称值(通过拉起电阻器到Vsel引脚5.3V选择)时,内部充电泵被关闭,允许IC进入低功耗模式。当超级电容器的电压降到阈值以下时,重新充电周期会自动重新启动。输出端子用于连接外部负载。有两个螺钉端子路由到每个电容器的输出引脚。两个超级电容器串联连接:高侧电容器的正引脚连接到Cout(一个调节电压

输出引脚),而低侧电容器的负引脚连接到GND。高侧超级电容器的负引脚和低侧超级电容器的正引脚连接在一起,并路由到LTC3225的CX引脚,保持在Cout/2。因此,单个端子的电压为Cout/2,因此要使用输出电压的全部范围,应将负载连接到标有“+”符号的高侧端子和标有“-”符号的低侧端子之间。这些端子也可以用于连接额外的超级电容器,因为超级电容器与连接的负载并联。当电源关闭时,输出电压(Cout)仅取决于使用的超级电容器。这两个超级电容器的等效电容为1.65F,当断开电源时,它们将成为为连接的负载提供电源的唯一元件。根据电容器放电公式,这些电容器将通过连接的负载放电,输出电压将呈指数级下降。 #SHDN引脚可以通过施加低逻辑电平将设备置于低功耗关闭模式。此引脚路由到mikroBUS™的RST引脚,标记为SDN。它由板载上拉电阻拉到高逻辑电平。可以使用连接在GND和Cout之间的电压分压器读取输出电压值。当超级电容器充满电时,Cout电压达到5.3V的水平时,电压分压器的中点值约为

1.7V。电压分压器的中点路由到mikroBUS™的AN引脚,允许主机MCU轻松进行模拟到数字转换。此引脚在Click板™上标记为SEN。LTC3225 IC的PGOOD引脚路由到mikroBUS™的CS引脚,并标记为PGD。此引脚是开漏输出,并由板载电阻拉到高逻辑电平。当输出电压达到标称值的6%以下时,此引脚被取消断言。当电压下降到标称值的7.2%以下时,此引脚被断言并拉到低逻辑电平。它可用于监视输出超级电容器的状态。Click板™使用来自mikroBUS™的电源。移动标记为JP1的板载SMD跳线使得可以选择3.3V或5V轨道作为输入电源。它还选择了IC工作电压,允许与5V和3.3V MCU进行接口。无论选择的工作电压如何,输出电压始终为5.3V,由UPS Click的Vsel引脚设置。UPS Click仅使用MCU的GPIO引脚来设置其引脚的状态;因此,使用起来非常简单。但是,Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

UPS Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyPIC 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。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/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,EasyPIC 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。

EasyPIC 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。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块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外,该板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 DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC 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。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18LF47K42

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

8192

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Output Voltage Sense
RA2
AN
Shutdown
RE1
RST
Power Good Indicator
RE0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
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

UPS Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

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

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 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
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

这个库包含 UPS Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • usp_set_mode - 设置芯片模式的功能

  • ups_get_power_good - 读取 PGD 状态的功能

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 
 * \brief UPS Click example
 * 
 * # Description
 * This application is charger, that provides continuous power for a load connected to the output terminals.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes Driver init and setting chip mode as ACTIVE
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks the state of PGD (Power Good), PGD goes high when Vout is within 6% of target value (4.98V)
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ups.h"

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

static ups_t ups;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ups_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.

    ups_cfg_setup( &cfg );
    UPS_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ups_init( &ups, &cfg );

    usp_set_mode( &ups, UPS_MODE_ACTIVE );
}

void application_task ( )
{
    uint8_t pgd_state;

    pgd_state = ups_get_power_good( &ups );

    if ( pgd_state != 0 )
    {
        log_printf( &logger, "---> Power Good \r\n" );
    }
    Delay_1sec( );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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