初学者
10 分钟

使用LM317M和ATmega328P体验高效电压调节

精细调整您的电子设备

VREG Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 25, 2024

点击板

VREG Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

我们的可调电压调节器允许您精确控制输出电压,为您提供灵活性以满足您的特定电源需求。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

VREG Click基于LM317M,这是STMicroelectronics的一款可调电压调节器。它是一款可靠的调节器,具有典型的线性调节为0.01%和负载调节为0.1%。它还具有内部短路电流限制和热过载保护。由于在调节电压时会产生热量散失,因此板的操作范围由两个因素定义。最大输入电压和电流不应超过20V/0.5A,由电流和输入/输出电压差产生的最大功率不应超过1W,计算公式为I x (输入电压 - 输出电压)。VREG Click使用来自Microchip的MCP3204,这是一个带有SPI接口的4通道12位ADC,用来获取LM317M电压调节器的输出电压、通过开关MOSFET后的输出电压以及无论是外部还是内部的输入电压。为此,MCP3204使用电压分压器。它还

使用来自Analog Devices的MAX6106,这是一个低成本、微功耗、低压降、高输出电流的电压参考,作为2.048V的电压参考。这个Click板™使用MCP4921,这是一个带有SPI接口的12位DAC,来设置所需的电压。这个DAC包括一个输入放大器、轨到轨放大器、关断、复位管理电路和一个由MAX6106供电的参考缓冲器。DAC的输出传递给LM358,这是来自Texas Instruments的低功耗双运算放大器。这个运算放大器通过调整引脚向LM317M电压调节器提供精确的值。这个Click板™采用了Zetex Semiconductors的P沟道MOSFET ZXMP7A17K作为开关,以控制输出的开启和关闭,可以通过主机MCU控制。为了与主机MCU通信,VREG Click使用

带有单独片选引脚的SPI串行接口(MCP4921的CS和MCP3204的CS2)。SW引脚充当MOSFET上的开关,以控制输出的开启和关闭。输入电压可以通过螺丝端子作为外部输入,或者根据PWR SEL选择跳线上的设定电压从主板本身作为内部输入。外部和内部输入电压可以通过INPUT SEL跳线选择,外部设置为默认。这个Click板™可以通过PWR SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压水平操作。这样,无论是3.3V还是5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,这个Click板™还配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

VREG 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

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

ADC SPI Chip Select
PC0
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Switch Toggle ON/OFF
PD6
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

VREG 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

这个库包含了VREG Click驱动的API。

关键功能:

  • vreg_get_adc - 获取ADC值的功能

  • vreg_set_out_voltage - 设置输出电压的功能

  • vreg_set_output_voltage_procentage - 设置输出电压百分比的功能。

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 Vreg Click example
 * 
 * # Description
 * This is an example that demonstrates the use of VREG Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and sets output voltage.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads ADC data from all 3 channels, converts those values to voltage 
 * and displays the results on USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "vreg.h"

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

static vreg_t vreg;
static log_t logger;

static uint16_t ch_reg;
static uint16_t ch_in;
static uint16_t ch_out;
static float voltage;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    vreg_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.

    vreg_cfg_setup( &cfg );
    VREG_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    vreg_init( &vreg, &cfg );

    vreg_stop_measuring( &vreg );
    log_printf( &logger, " Stop Measuring \r\n" );
    Delay_1sec( );

    log_printf( &logger, " Set Out Voltage \r\n" );
    vreg_set_out_voltage( &vreg, 600 );
    Delay_1sec( );

    log_printf( &logger, " Start Measuring \r\n" );
    vreg_start_measuring( &vreg );
    Delay_1sec( );
}

void application_task ( void )
{
    ch_reg = vreg_get_adc( &vreg, VREG_CHANNEL_0 );
    voltage = ch_reg / 182.0;
   
    log_printf( &logger, " CH Reg  : %.2f V\r\n", voltage );
    
    Delay_10ms( );

    ch_in = vreg_get_adc( &vreg, VREG_CHANNEL_2 );
    voltage = ch_in / 182.0;
    
    log_printf( &logger, " CH In   : %.2f V\r\n ", voltage );
    
    Delay_10ms( );
    
    ch_out = vreg_get_adc( &vreg, VREG_CHANNEL_1 );
    voltage = ch_out / 182.0;
    
    log_printf( &logger, " CH Out  : %.2f  V\r\n", voltage );
    
    Delay_1sec( );
    log_printf( &logger, " ---------------------- \r\n" );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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