初学者
10 分钟

通过TPS65132和ATmega328P体验最佳电压多功能性

双重动力:进入正负电压区域

Boost-INV 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

Boost-INV 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

轻松实现电压对称。无论正负电压如何,我们的电源解决方案都能以精确和简便的方式满足您的各种电气需求。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Boost-INV 3 Click 基于德州仪器的 TPS65132,这是一款双输出电源。TPS65132 使用单电感方案操作,提供高效率和小解决方案尺寸。同步升压转换器通过集成的 LDO 产生正电压,在 +VOUT 端子上提供正供电轨。负供电轨在 -VOUT 端子上可用,通过由升压转换器输出 REG 引脚驱动的集成负电荷泵产生。输出电压通过 I2C 兼容接口可编程,从 ±6V 到 

±4V 以 100mV 为步长调整,预编程输出电压为 ±5.4V,最大输出电流为 80mA。两个输出电压可以独立设置,并且它们的排序也是独立的。此 Click board™ 使用标准 I2C 2 线接口与主 MCU 通信,快速数据传输的最大时钟频率为 400kHz (400kbps)。将 mikroBUS 插座的 ENP 或 ENN 引脚拉到低逻辑状态可以关闭任一轨道(分别为 +VOUT 或 -

VOUT),将两个引脚都拉到低逻辑状态将完全关闭设备(TPS65132 的内部振荡器继续运行以允许访问 I2C 接口)。此 Click board™ 可以使用通过 VCC SEL 跳线选择的 3.3V 或 5V 逻辑电压电平进行操作。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

Boost-INV 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Arduino Mega 的 Click Shield 配备了四个 mikroBUS™ 插槽,其中两个是 Shuttle 连接器,允许所有的 Click board™ 设备与 Arduino Mega 板轻松连接。Arduino Mega 板采用了AVR 8位微控制器,具有先进的RISC架构,54个数字 I/O 引脚,并且兼容 Arduino™,为原型设计和创建多样化应用提供了无限的可能性。该板通过 USB 连接方便地进行控制和供电,以便在开箱即用时高效地对 Arduino Mega 板进行编程和调试,另外还需要将额外的 USB 电缆连接到板上的 USB B 端口。通过集成的 ATmega16U2 程序器简化项目开发,并利用丰富的 I/O 选项和扩展功能释放创造力。有八个开关,您可以将其用作输入,并有八个 LED,可用作 MEGA2560 的输出。此外,该 shield 还具有来自 Microchip 的高精度缓冲电压参考 MCP1501。该参考电压默认通过板底部的 EXT REF 跳线选择。您可以像通常在 Arduino Mega 板上那样选择外部参考电压。还有一个用于测试目的的 GND 钩子。另外,还有四个额外的 LED,分别是 PWR、LED(标准引脚 D13)、RX 和 TX LED,连接到 UART1(mikroBUS™ 1 插槽)。此 Click Shield 还具有几个开关,执行诸如选择 mikroBUS™ 插槽上模拟信号的逻辑电平以及选择 mikroBUS™ 插槽本身的逻辑电压级别等功能。此外,用户还可以使用现有的双向电平转换器,无论 Click board™ 是否以3.3V或5V逻辑电压级别运行,都可以使用任何 Click board™。一旦您将 Arduino Mega 板与 Click Shield for Arduino Mega 连接,就可以访问数百个使用3.3V或5V逻辑电压级别工作的 Click board™。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Positive Voltage Rail Enable
PD2
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Negative Voltage Rail Enable
PD6
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Boost-INV 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 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
Arduino UNO 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 Boost-INV 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • boostinv3_set_enp - Boost-INV 3 设置 ENP 引脚状态功能。

  • boostinv3_set_pos_out - Boost-INV 3 设置正输出电压功能。

  • boostinv3_set_neg_out - Boost-INV 3 设置负输出电压功能。

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 Boost-INV 3 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Boost-INV 3 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 enable the positive and 
 * negative output and sets the output voltage to 4 V.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Boost-INV 3 Click board by changing 
 * output voltage every 5 seconds starting from 4 V up to 6 V.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "boostinv3.h"

#define BOOSTINV3_MIN_VOL_LVL           4.0f
#define BOOSTINV3_INCREMENT             0.1f

static boostinv3_t boostinv3;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    boostinv3_cfg_t boostinv3_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.
    boostinv3_cfg_setup( &boostinv3_cfg );
    BOOSTINV3_MAP_MIKROBUS( boostinv3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == boostinv3_init( &boostinv3, &boostinv3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    if ( BOOSTINV3_ERROR == boostinv3_default_cfg ( &boostinv3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    for ( uint8_t n_cnt = BOOSTINV3_OUT_VOLTAGE_4V; n_cnt <= BOOSTINV3_OUT_VOLTAGE_6V; n_cnt++ )
    {
        err_t error_flag = boostinv3_set_pos_out( &boostinv3, n_cnt );
        error_flag |= boostinv3_set_neg_out( &boostinv3, n_cnt );
        if ( BOOSTINV3_OK == error_flag )
        {
            log_printf( &logger, " Set positive and negative voltage to %.1f V \r\n", 
                        ( BOOSTINV3_MIN_VOL_LVL + n_cnt * BOOSTINV3_INCREMENT ) );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, " Error has occurred!!! \r\n" );
        }
        Delay_ms( 5000 );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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