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30 分钟

使用LT3582和STM32F410RB轻松实现双极电压提升

双电压发电机

Boost-INV Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Boost-INV Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

从正到负,我们为您的电压提供了全方位的覆盖!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Boost-INV Click基于Analog Devices的LT3582,这是一款带有OTP存储器的可编程升压和反相DC/DC转换器。该IC是一个双路电路,提供了一个升压DC/DC转换器和一个反相器在一个封装中。升压转换器在输出上可提供高达12.78V的电压,同时以高达350mA的电流驱动负载。反相器可以提供-13.95V的电压,提供高达600mA的电流给连接的负载,在电流限制被激活之前。升压转换器使用源接地的NMOS作为主要开关元件,控制关断时间和峰值电流的先进切换方案。输出上的可编程电压分压器提供了所需的反馈电压以进行调节。反相器拓扑允许在输出上使用单个电感,简化设计。如前所述,LT3582具有可编程参数,可通过I2C接口访问。这些参数包括配置输出电压、电源顺序和输出电压斜率。板载OTP非易失性存储器可以编程以在启动时使用值。命令寄存器(CMDR)在上电时被复位为0x00h,这将关闭输出并将设备设置为读取存储在OTP区

域中的参数。如果OTP存储器区域为空,则需要首先设置工作参数(输出电压、上电顺序、用于斜坡电容器斜升的充电电流等)然后使用设备。值得一提的是,CMDR寄存器中有三个位,在LT3582数据手册中称为RSEL0、RSEL1和RSEL2,它们将设备重定向到使用寄存器或OTP存储器。当设置为0时,设备使用存储在OTP存储器中的参数。请注意,0x00h是CMDR寄存器的默认值,这意味着上电后将默认使用存储在OTP中的设置。可以动态更改输出电压和其他可配置工作参数的值。但是,在修改工作参数之前强烈建议关闭设备(CMDR寄存器的SWOFF位),因为在实时运行开关电路时,大幅度的输出电压变化可能会导致开关电路上产生大电流脉冲。编程OTP需要一个外部电源,它经过良好的滤波(可能带有输出的滤波电容器)。13V以下的电压降可能会触发FAULT位并使设备无法使用。这个电压范围是从13V到15V。Click板™具有标准的2.54mm

(100mil)排针。一旦连接了编程电压(VPP引脚),CMDR寄存器的WOTP位将启动编程。完整的算法以及有关OTP编程过程的详细说明可以在LT3582数据手册中找到。板载SMD跳线标记为VSEL,允许从mikroBUS™选择3.3V和5V电源轨,将其路由到LT3582 IC的电压输入引脚。I2C上拉电阻也连接到此电压,允许与3.3V和5V MCU进行通信。Click板™还提供了I2C地址选择跳线,标记为I2C ADD。此跳线在两个可能的7位地址之间进行选择:左侧位置将I2C从机地址设置为0x49h,而右侧位置将地址设置为0x69h。请注意,这只是7位地址 - 要获得完整的I2C地址,需要在末尾添加一个R/W位。输入螺钉端子允许安全地连接负载,并且明确标记以避免混淆:V-引脚提供负电压,而V+引脚输出正电压。GND引脚连接到Click板™的公共地。

Boost-INV Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Chip Enable
PC12
RST
NC
NC
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
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Boost-INV Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F410RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

此库包含 Boost-INV Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • boostinv_enable - 启用芯片的功能

  • boostinv_set_positive_voltage - 设置正输出电压的函数

  • boostinv_set_negative_voltage - 设置负输出电压的函数

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 BoostInv Click example
 * 
 * # Description
 * Changes the positive and negative output voltage. Input Voltage 3.3V.
 * Positive output voltage goes from 3200mV, 7750mV, 12000mV and 7750mV.
 * Negative output voltage goes from -1450mV, -6700mV, -11050mV and -6700mV.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C module and sets EN ( RST ) pin as output.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes the positive and negative output voltage every 5 sec.
 * 
 * \author Luka FIlipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "boostinv.h"

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

static boostinv_t boostinv;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    boostinv_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.

    boostinv_cfg_setup( &cfg );
    BOOSTINV_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    boostinv_init( &boostinv, &cfg );
    
    boostinv_default_cfg ( &boostinv );
    log_printf( &logger, "     Boost INV Click\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    // Sets Positive output voltage
    
    log_printf( &logger, " Positive output voltage \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    log_printf( &logger, "          3200 mV\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    boostinv_set_positive_voltage( &boostinv, BOOSTINV_VOLTAGE_POSITIVE_3200_mV );
    Delay_ms( 5000 );
    
    log_printf( &logger, "          7750 mV\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    boostinv_set_positive_voltage( &boostinv, BOOSTINV_VOLTAGE_POSITIVE_7750_mV );
    Delay_ms( 5000 );
    
    log_printf( &logger, "        12000 mV\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    boostinv_set_positive_voltage( &boostinv, BOOSTINV_VOLTAGE_POSITIVE_12000_mV );
    Delay_ms( 5000 );
    
    log_printf( &logger, "         7750 mV\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    boostinv_set_positive_voltage( &boostinv, BOOSTINV_VOLTAGE_POSITIVE_7750_mV );
    Delay_ms( 5000 );
    
    // Sets Negative output voltage
    
    log_printf( &logger, " Negative output voltage \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    log_printf( &logger, "        -1450 mV\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    boostinv_set_negative_voltage( &boostinv, BOOSTINV_VOLTAGE_NEGATIVE_1450_mV );
    Delay_ms( 5000 );
    
    log_printf( &logger, "       - 6700 mV\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    boostinv_set_negative_voltage( &boostinv, BOOSTINV_VOLTAGE_NEGATIVE_6700_mV );
    Delay_ms( 5000 );
    
    log_printf( &logger, "       - 11050 mV\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    boostinv_set_negative_voltage( &boostinv, BOOSTINV_VOLTAGE_NEGATIVE_11050_mV );
    Delay_ms( 5000 );
    
    log_printf( &logger, "       - 6700 mV\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    boostinv_set_negative_voltage( &boostinv, BOOSTINV_VOLTAGE_NEGATIVE_6700_mV );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

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