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使用LTC3553和PIC18F57Q43创建USB管理和充电解决方案

充电并蓬勃发展

Charger 18 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

Charger 18 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

不要等到电池耗尽 - 选择快速充电的电池充电器,保持一整天的电量充足。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Charger 18 Click基于LTC3553,这是一款来自Analog Devices的便携式锂离子/聚合物电池应用的微功率多功能电源管理集成电路(PMIC)。它结合了USB兼容的PowerPath管理器,具有自动负载优先级管理功能,可以从5V USB输入提供高达400mA的电池充电电流。该设备的“即时启动”操作确保当USB电源可用时,即使电池完全放电也能立即为系统负载供电。除了独立的电池充电器外,它还在板载连接器上提供了高效同步200mA降压稳压器和150mA低压差线性稳压器。此Click板™具有输入电流限制选择,允许用户在100mA和500mA输入电流限制之间进行选择。选择可以通过适当定位标有ISET SEL的SMD跳线来完成。除了ISET外,它还具有SEQ SEL跳线选择,用于确定哪个稳压器先启用。第一个稳压

器的启动选择是通过将此SMD跳线定位到标有BUCK或LDO的适当位置来完成的。另一方面,BON和LDO引脚路由到mikroBUS™插座上的AN和PWM引脚,通过将这些引脚设置为高逻辑状态来启用降压和LDO稳压器。除了这些引脚,LTC3553还包括一个用于控制两个稳压器和系统复位的按钮输入——板载按钮标记为ON,也路由到mikroBUS™上的RST引脚,代表稳压器点火按钮。按下按钮会导致STA中断,通知MCU该事件已发生。这些稳压器还与待机模式相关,通过标记为ISET SEL的SMD跳线可选择。当该跳线置于ON时,降压和LDO稳压器的静态电流会降低到较低水平,同时保持输出电压调节。在此模式下,降压稳压器的最大负载电流限制为10mA,而LDO稳压器对线路和负载瞬变的响应较慢。如前文所述,此

Click板™使用多个GPIO引脚与MCU通信。当IEN引脚路由到mikroBUS™插座上的CS引脚被拉高时,LTC3553进入挂起模式以符合USB规范。在此模式下,USB和VOUT之间的电源路径处于高阻抗状态,以减少USB输入电流。此Click板™还带有一个标记为CHARGING的蓝色LED,用于电池充电状态。NTC功能也可用于温度合格的充电。温度监控功能可通过NTC SEL跳线选择,用户可以选择外部或内部监控模式。在外部模式下,提供用于电池温度监控的负温度系数(NTC)热敏电阻输入。此Click板™只能在5V逻辑电压水平下操作。在使用不同逻辑水平的MCU之前,板子必须进行适当的逻辑电压水平转换。但是,Click板™配备了包含函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Charger 18 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

锂聚合物电池是那些既要求可靠且持久电源供应,又强调移动性的设备的理想解决方案。它与mikromedia板的兼容性确保了轻松集成,无需额外修改。电池的输出电压为3.7V,符合许多电子设备的标准要求。此外,电池容量为2000mAh,能够存储大量能量,提供长时间的持续电力。这一特点减少了频繁充电或更换的需求。总的来说,锂聚合物电池是一个可靠且独立的电源,非常适合需要稳定和持久能源解决方案的设备。在我们的产品中,您可以找到更多种类的锂聚合物电池。

Charger 18 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Buck Enable
PA0
AN
Regulator Ignition
PA7
RST
Suspend Mode
PD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
LDO Enable
PB0
PWM
Pushbutton Status
PA6
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

Charger 18 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 Charger 18 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • charger18_buck_control - 此功能控制降压稳压器并启用 Charger 18 Click board™ 的状态。

  • charger18_ldo_control - 此功能控制低压差 (LDO) 稳压器以启用 Charger 18 Click board™ 的状态。

  • charger18_suspend_control - 此功能控制 Charger 18 Click board™ 的暂停充电模式状态。

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 Charger 18 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Charger 18 click board by controlling
 * the status of the charger as well as the LDO and BUCK regulators.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and enables the chip with the charger, LDO and BUCK regulators disabled.
 *
 * ## Application Task
 * This function enables the charger, BUCK and LDO in the span of 25 seconds, and displays
 * the status of each feature on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "charger18.h"

static charger18_t charger18;   /**< Charger 18 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    charger18_cfg_t charger18_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.
    charger18_cfg_setup( &charger18_cfg );
    CHARGER18_MAP_MIKROBUS( charger18_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == charger18_init( &charger18, &charger18_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    charger18_power_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " POWER   : ON\r\n" );
    charger18_suspend_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " CHARGER : OFF\r\n" );
    charger18_buck_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " BUCK    : OFF\r\n" );
    charger18_ldo_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " LDO     : OFF\r\n" );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    charger18_suspend_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " CHARGER : ON\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    charger18_suspend_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " CHARGER : OFF\r\n" );
    Delay_ms( 3000 );
    charger18_buck_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " BUCK    : ON\r\n" );
    Delay_ms( 3000 );
    charger18_buck_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " BUCK    : OFF\r\n" );
    Delay_ms( 3000 );
    charger18_ldo_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " LDO     : ON\r\n" );
    Delay_ms( 3000 );
    charger18_ldo_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " LDO     : OFF\r\n\n" );
    Delay_ms( 3000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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