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30 分钟

使用MPQ8632和STM32F030R8实现出色的电压降压性能

同步降压魔法!

Buck 12 Click with Nucleo-64 with STM32F030R8 MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

Buck 12 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32F030R8 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F030R8

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

Nucleo-64搭载STM32F030R8 MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,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。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32F030R8 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

64

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

8192

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
Enable
PC12
RST
SPI Chip Enable
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
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!”

原理图

Buck 12 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 STM32F030R8 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

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

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \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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