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30 分钟

使用MPQ8632和PIC18F57Q43实现出色的电压降压性能

同步降压魔法!

Buck 12 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

Buck 12 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

小巧而多功能的降压步进转换器在便携设备中至关重要,可延长电池寿命并增强可用性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Buck 12 Click基于Monolithic Power Systems (MPS)的MPQ8632,这是一款同步降压转换器。这款先进的集成降压转换器需要市场上现成的最少数量的外部元件。它采用峰值电流模式控制架构,确保了良好的效率和自动开关模式切换。MPQ8632降压转换器具有过流、欠压和热保护功能,使Buck 12 click成为一种稳健可靠的电源解决方案。FB引脚上的反馈电压决定输出电压。输出电压设置为3.3V,使其可用于大多数嵌入式应用,允许它们从同一电源供电,就像其余应用程序一样,其可能使用更高的电压进行操作。这是各种领域应用中常见的情况,例如舵机、步进电机、显示器等,需要相对较高的电压。当输出过载时,低侧MOSFET将允许电感电流下

降。它将保持打开状态,直到通过电感的电流降到限制以下。如果在过载期间FB电压下降太多,设备将进入间歇模式,该模式关闭输出功率级,放电软启动电容器,并自动重试软启动。MPQ8632可以根据负载的电流自动切换不同的工作模式。在非常轻载时,设备在跳过模式下运行。在此模式下,HS-FET在由单脉冲定时器确定的固定时间间隔内打开。当HS-FET关闭时,LS-FET打开,直到电感电流达到零。当电感电流达到零时,LS-FET驱动器变为三态(高阻),这样,当轻负载消耗线圈内储存的能量时,设备处于空闲状态。这在使用轻负载时大大提高了效率。这也被称为间断导通模式(DCM)。MPQ8632在负载较重时自动切换到重载操作或连续导通模式

(CCM)。在此模式下,当VFB低于VREF时,HS-FET在由单脉冲定时器确定的固定时间间隔内打开。当HS-FET关闭时,LS-FET打开,直到下一个周期。在CCM操作中,开关频率相当恒定,称为PWM模式。MPQ8632封装在QFN外壳(3X4mm)中,在PCB上占用很小的面积。结合所需的外部元件数量较少,MPQ8632为另一个IC留出了足够的空间。该click使用MCP3202,一款双通道12位A/D转换器,使用Microchip的SPI接口。它允许通过SPI接口监测输入和输出电压。此ADC由+5V mikroBUS™电源轨供电。相同的电压用作参考。Click板本身需要连接到输入端的外部电源,标记为VIN。VOUT端子为连接的负载提供经过调节的3.3V电压。

Buck 12 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Enable
PA7
RST
SPI Chip Enable
PD4
CS
SPI Clock
PC6
SCK
SPI Data OUT
PC5
MISO
SPI Data IN
PC4
MOSI
NC
NC
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

Buck 12 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity Nano with PICXXX Access 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC18F57Q43 Curiosity 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 Buck 12 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • buck12_control - 此功能用于启用或禁用设备

  • buck12_get_channel_adc - 此功能读取通道上的ADC

  • buck12_get_voltage - 此功能获取电压

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 Buck12 Click example
 * 
 * # Description
 * This demo application reads the voltage in [mV] at the input and output terminals.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configuring clicks and log objects.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the voltage in [mV] at the input and output terminals.
 * This data logs to the USBUART every 2 sec.
 *
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buck12.h"

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

static buck12_t buck12;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    buck12_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.

    buck12_cfg_setup( &cfg );
    BUCK12_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    buck12_init( &buck12, &cfg );

    buck12_control( &buck12, BUCK12_ENABLE );
    Delay_ms( 2000 );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage;

    voltage = buck12_get_voltage( &buck12, BUCK12_INPUT_VOLTAGE );
    
    log_printf( &logger, "* Vin : %f mV \r\n ", voltage);
    voltage = buck12_get_voltage( &buck12, BUCK12_OUTPUT_VOLTAGE );

    log_printf( &logger, "* Vout : %f mV \r\n ", voltage);
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n");
    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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