初学者
10 分钟

使用BV2HD070EFU-C和STM32L073RZ控制连接负载(电阻性、电感性和电容性)的电源流动

符合AEC-Q100(1级)标准的双通道高端开关,用于控制多种负载

IPD 2 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 12月 11, 2024

点击板

IPD 2 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

适用于汽车照明、电机控制和电磁阀应用的高边开关,具备先进的保护和诊断功能

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

IPD 2 Click 基于 ROHM 半导体的 BV2HD070EFU-C,这是一款汽车级双通道高侧开关,专为在汽车应用中处理电阻性、感性和容性负载而设计。BV2HD070EFU-C 具有 70mΩ 导通电阻的高侧开关,并集成了先进的保护和诊断功能,以确保在苛刻环境中的可靠运行。此 Click 板™ 特别适用于支持灯光、电磁阀和电机等各种负载的汽车应用。它为高侧开关需求提供了高效、可靠和紧凑的解决方案,确保汽车系统的稳定性能和增强的安全性。BV2HD070EFU-C 通过 AEC-Q100 认证(等级 1),工作输入电压范围宽,为 6V 至 28V,通过 VDD 端子供电。其全面的保护功能包括带可配置掩码

功能的过电流检测(OCD),确保精确的故障管理并防止意外负载断开。其他安全功能包括热关断保护(在温度过高时停止操作)和欠压锁定(UVLO),以防止电源不稳定条件。此外,该开关还包括开路负载检测功能,当负载断开或电路不完整时提供反馈。此 Click 板™ 通过 mikroBUS™ 插座上的多个引脚进行控制和诊断。IN1 和 IN2 引脚作为控制信号,用于激活输出 OUT 端子上标记为 1 和 2 的各自输出。为实现监控和故障检测,板载的诊断输出功能可通过 mikroBUS™ 插座上的 ST1 和 ST2 引脚访问,提供关于异常情况的实时反馈。此外,板上还包括两个配置跳线。第一个 SET SEL 允许用户将过电流限制配

置为 1A 和默认值 2.3A 之间。虽然 BV2HD070EFU-C 支持高达约 10A 的过电流限制,但用户可通过根据数据手册推荐更换选定电阻实现此功能。第二个跳线 VOC SEL 启用了一项功能,可优化实现精确过电流保护所需的时间。这一功能默认启用,无需额外配置即可确保增强的负载安全性和性能。此 Click 板™ 仅可在 3.3V 逻辑电平下操作。在使用其他逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电平转换。此外,此 Click 板™ 配备了包含易于使用的功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

IPD 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ 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 STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

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

Channel 2 Diagnostic
PC0
AN
Channel 2 Control
PC12
RST
ID COMM
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Channel 1 Control
PC8
PWM
Channel 1 Diagnostic
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

IPD 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 STM32L073RZ 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
Board mapper by product8 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

该库包含 IPD 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ipd2_enable_out1 - 此函数通过将 IN1 引脚设置为高逻辑电平来启用 OUT1。

  • ipd2_disable_out1 - 此函数通过将 IN1 引脚设置为低逻辑电平来禁用 OUT1。

  • ipd2_get_st1_pin - 此函数返回 ST1 引脚的逻辑状态。

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 main.c
 * @brief IPD 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of IPD 2 click by toggling the output state.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Toggles OUT1 and OUT2 state every 3 seconds and displays both outputs state and
 * status diagnostics pin state. If the status pin is HIGH it indicates that the fault
 * condition on this output has occurred and the output is disabled.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ipd2.h"

static ipd2_t ipd2;     /**< IPD 2 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    ipd2_cfg_t ipd2_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    ipd2_cfg_setup( &ipd2_cfg );
    IPD2_MAP_MIKROBUS( ipd2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == ipd2_init( &ipd2, &ipd2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    ipd2_enable_out1 ( &ipd2 );
    ipd2_disable_out2 ( &ipd2 );
    Delay_ms ( 100 );
    log_printf( &logger, " OUT1: enabled\r\n" );
    log_printf( &logger, " OUT2: disabled\r\n" );
    log_printf( &logger, " ST1: %s\r\n", ( char * ) ( ipd2_get_st1_pin ( &ipd2 ) ? "high" : "low" ) );
    log_printf( &logger, " ST2: %s\r\n\n", ( char * ) ( ipd2_get_st2_pin ( &ipd2 ) ? "high" : "low" ) );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    ipd2_disable_out1 ( &ipd2 );
    ipd2_enable_out2 ( &ipd2 );
    Delay_ms ( 100 );
    log_printf( &logger, " OUT1: disabled\r\n" );
    log_printf( &logger, " OUT2: enabled\r\n" );
    log_printf( &logger, " ST1: %s\r\n", ( char * ) ( ipd2_get_st1_pin ( &ipd2 ) ? "high" : "low" ) );
    log_printf( &logger, " ST2: %s\r\n\n", ( char * ) ( ipd2_get_st2_pin ( &ipd2 ) ? "high" : "low" ) );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

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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