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使用MIC45404和STM32F446RE轻松应对苛刻的电源需求

精彩的表演!

Buck 2 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Buck 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

拥抱功率效率的未来,借助我们的高效降压调节器,简化电压转换,为可持续电子设备制定新的标准。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Buck 2 Click基于Microchip的MIC45404,这是一个19V 5A的超低轮廓DC至DC功率模块。该IC是一个谷底电流模式控制的功率模块,意味着它比传统的峰值电流模式控制有更快的响应速度,因此对瞬态有更好的响应。这个IC需要最少的外部组件,使整个设备坚固且易于使用。与传统的开关稳压器不同,这个不需要外部反馈元件 - 将OUTSNS引脚直接连接到输出电压就足够了。这样可以更精确地控制电压调节。Buck 2 click允许通过改变专用引脚的状态来配置某些工作参数,如输出电压、电流限制阈值和PWM开关频率。这些引脚被路由到mikroBUS™插座或配备了SMD跳线,以便最终用户设置它们。这些引脚可以设置为GND、VCC或悬空 - 高阻抗模式(HIGH-Z)。当内部电压稳定时,它们会被采样,其状态会被锁定 - 进一步的更改不会影响所选的配置。输出电压电平由MIC45404 IC的VOSET0和VOSET1引脚选择,分别路由到

mikroBUS™的AN和RST引脚。这总共给出了9种可能的电压电平组合。FREQ引脚可以改变PWM开关频率,路由到mikroBUS™插座的PWM引脚。开关频率与所选的输出电压相关。因此,它被路由到mikroBUS™插座,以便可以设置所选电压的电压输出和相应的频率。有三种可能的频率值:400kHz、565kHz和790kHz。板载SMD跳线选择了电流限制,标记为ILIM SEL。限制电流为3A、4A和5A是可能的。电流限制是瞬时的,并且MIC45404 IC在内部高侧和低侧MOSFET开关上提供了电流限制和电流感测。它还具有特殊的Hiccup模式,在长时间过载或短路情况下减少功耗。当发生低端MOSFET电流限制事件时,内部计数器会递增。没有低端MOSFET限制事件的PWM周期将降低内部计数器。如果内部计数器达到0Fh,则两个MOSFET将被三态化,并且输出电源将被切断。在经过预定的等待时间后,MIC45404 IC将重新启动并尝试新的软

启动序列。这种机制确保不会产生虚假的过载事件。EN/DLY引脚用于启用设备。在这个引脚上的高逻辑电平将启动MIC45404 IC的内部部分。这个引脚被路由到mikroBUS™的CS引脚,由于它处于开漏配置,它被电阻拉到GND。PG引脚指示输出的电源情况。当输出(OUTSNS)上的电压下降到调节电压的90%以下时,此引脚将设置为低逻辑电平,表示不规则的输出电压。由于配置为开漏输出,板载上拉电阻将此引脚拉到高逻辑电平。它被路由到mikroBUS™的INT引脚。Buck 2 click配有两个螺钉端子,用于连接输入电压源和输出负载。输入电压源可在mikroBUS™的+5V轨和输入端子处的电压之间选择。它还具有板载LOGIC SEL SMD跳线,用于设置逻辑电压级别,以便可以使用3.3V和5V能力的MCU。

Buck 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F446RE 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 STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

131072

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

VOSET0 input
PC0
AN
VOSET1 input
PC12
RST
Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
FREQ input
PC8
PWM
Power Good Indicator
PC14
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

Buck 2 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 STM32F446RE 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

这个库包含了Buck 2 Click驱动程序的API。

关键函数:

  • buck2_set_output_voltage - 设置输出电压的函数。

  • buck2_get_power_good - 读取PG引脚状态的函数。

  • buck2_set_power_mode - 设置芯片模式的函数。

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 Buck 2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application demonstrates the use of Buck 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and configures the click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * Sets a different output voltage every 5 seconds then checks if the voltage on 
 * the output (OUTSNS) drops under 90% of the regulated voltage 
 * and displays an appropriate message on USB UART.
 * 
 * \author Katarina Perendic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buck2.h"

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

static buck2_t buck2;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    buck2_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.

    buck2_cfg_setup( &cfg );
    BUCK2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    buck2_init( &buck2, &cfg );

    buck2_default_cfg( &buck2 );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t pg_state;

    buck2_set_output_voltage( &buck2, BUCK2_SET_VOLTAGE_3300mV );
    log_printf( &logger, "---- Output voltage is 3300 mV ----\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
    pg_state = buck2_get_power_good( &buck2 );
    if ( pg_state == 0 )
    {
        log_info( &logger, "---- Voltage of the output dropped under 90%% of the regulated voltage ----" );
    }
    buck2_set_output_voltage( &buck2, BUCK2_SET_VOLTAGE_2500mV );
    log_printf( &logger, "---- Output voltage is 2500 mV ----\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
    pg_state = buck2_get_power_good( &buck2 );
    if ( pg_state == 0 )
    {
        log_info( &logger, "---- Voltage of the output dropped under 90%% of the regulated voltage ----" );
    }
    buck2_set_output_voltage( &buck2, BUCK2_SET_VOLTAGE_1800mV );
    log_printf( &logger, "---- Output voltage is 1800 mV ----\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
    pg_state = buck2_get_power_good( &buck2 );
    if ( pg_state == 0 )
    {
        log_info( &logger, "---- Voltage of the output dropped under 90%% of the regulated voltage ----" );
    }
    buck2_set_output_voltage( &buck2, BUCK2_SET_VOLTAGE_1500mV );
    log_printf( &logger, "---- Output voltage is 1500 mV ----\r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
    pg_state = buck2_get_power_good( &buck2 );
    if ( pg_state == 0 )
    {
        log_info( &logger, "---- Voltage of the output dropped under 90%% of the regulated voltage ----" );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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