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使用LTC3129-1和STM32G071RB提升您的电源管理

革命性的电压控制

Buck-Boost Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Buck-Boost Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

你的能量,你的规则 - 我们的Buck-Boost组合让你以前所未有的方式掌控。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Buck-Boost Click基于LTC3129-1,这是一款具有1.3μA静态电流的单片式电流模式降压-升压DC/DC转换器,可在1.92V至15V的宽输入电压范围内工作,并从Analog Devices提供高达200mA的负载电流。 LTC3129-1的特点是输出端的低噪声和纹波水平,高稳压效率和低静态电流。可以使用路由到mikroBUS™插座的INT、AN和CS引脚的三个数字编程引脚选择八种固定的用户可编程输出电压。专有的开关控制算法允许Buck-Boost转换器在输入电压高于、低于或等于输出电压时调节输出电压。升压或降压工作模式之间的过渡是无缝的,没有瞬态和次谐波开关,使该产品非常适用于对

噪声敏感的应用。Buck-Boost Click具有两种不同的操作模式 - PWM和突发模式,具体取决于应用的性质。通过将mikroBUS™插座的PWM引脚设置为逻辑高电平,可以选择PWM模式,适用于连接到转换器输出的较高负载以及需要极低输出噪声的情况。在选择PWM模式时,LTC3129-1使用内部补偿的平均电流模式控制环围以固定的标称开关频率1.2MHz工作。在此模式下,输出电压的纹波和噪声水平很低。为了在轻负载时实现高效率运行,可以选择自动突发模式操作,将静态电流降低到1.3µA。如果将PWM引脚设置为逻辑低电平,则可以选择突发模式。如果连接的负载足够

轻,转换器将保持在突发模式下运行,只在必要时才运行以保持电压调节。否则,将自动启用PWM模式,为连接的负载提供足够的电流。该Click板™完全由VIN外部电源端子供电。一旦将电源应用于VIN端子,电路还必须通过将RUN引脚路由到mikroBUS™插座的RST引脚设置为高逻辑电平来启用。这将启动转换器,PWR LED指示灯将指示。它还包括其他功能,例如带有功率良好指示灯的功率良好输出,标记为PGOOD,当FB远低于其稳压电压时拉至地面。当设为低电平时,此引脚也可以吸收最大绝对额定值的15mA。

Buck-Boost Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB 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 STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

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

Output Voltage Selection
PC0
AN
Enable
PC12
RST
Output Voltage Selection
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
Mode Selection
PC8
PWM
Output Voltage Selection
PC14
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

Buck-Boost 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 STM32G071RB 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

这个库包含了Buck-Boost Click驱动程序的API。

关键函数:

  • buckboost_set_mode_fixed_freq - 此函数设置LTC3129-1的固定频率PWM操作模式

  • buckboost_enables_auto_burst_mode - 此函数启用LTC3129-1的自动突发模式操作

  • buckboost_set_2500mv - 此函数将输出电压设置为2500mV

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-Boost  Click example
 * 
 * # Description
 * The demo application change output voltage from 2500 mV to 15000 mV every 5 seconds.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization device and set default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 *  This is a example which demonstrates the use of Buck Boost Click board.
 *  Change output voltage from 2500 mV to 15000 mV every 5 seconds.
 *  All data logs write on usb uart for aproximetly every 5 sec.
 *  
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buckboost.h"

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

static buckboost_t buckboost;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    buckboost_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 ----\r\n");

    //  Click initialization.

    buckboost_cfg_setup( &cfg );
    BUCKBOOST_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    buckboost_init( &buckboost, &cfg );

    buckboost_default_cfg( &buckboost );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "        Buck Boost Click        \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  2500 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_2500mv( &buckboost );
    Delay_ms( 5000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  3300 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_3300mv( &buckboost );
    Delay_ms( 5000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  4100 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_4100mv( &buckboost );
    Delay_ms( 5000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  5000 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_5000mv( &buckboost );
    Delay_ms( 5000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  6900 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_6900mv( &buckboost );
    Delay_ms( 5000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  8200 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_8200mv( &buckboost );
    Delay_ms( 5000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  12000 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_12000mv( &buckboost );
    Delay_ms( 5000 );

    log_printf( &logger, " Set Output Voltage of  15000 mV \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    buckboost_set_15000mv( &buckboost );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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