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30 分钟

使用EMC1702和STM32F410RB实现最高精度的电流测量

开启下一阶段测量和洞察之旅

Current 3 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Current 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

通过我们的电流测量解决方案提升您操作中的安全性和合规性,该解决方案便于准确监测电流,确保符合行业标准和法规。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Current 3 Click基于Microchip的EMC1702,这是一个高侧电流传感器设备,具有精密电压和温度测量功能。它通过测量外部感测电阻上的开发电压来表示电池或电压调节器的高侧电流。它还测量源电压,并使用这些测量值来呈现比例功率计算。EMC1702包含额外的双向峰值检测电路,用于标记具有可编程时间持续时间和幅度阈值的瞬态电流峰值。此外,它具有用于温度测量的外部二极管通道和用于环境温度测量的内部二极管。EMC1702电流测量将测量在外部感测电阻上的差分输入电压转换为比例输出电压。使用可变分辨率(13位到15位)Sigma-Delta ADC和I2C协议对此电压进行数字

化。电流范围允许对测量电流进行大幅度变化,同时保持高精度和电阻器上的低电压降。Current 3 Click通过最大频率为400kHz的标准I2C 2线接口与MCU通信。EMC1702从地址由连接到R6(0Ω)的电阻确定,该电阻在地和ADDR_SEL引脚之间连接。该电阻的各种值还提供不同的从地址(0Ω等于1001_100(r/w))。EMC1702具有两个监视级别,并包含用户可编程的双极全尺度感应范围(FSSR)。每个VSENSE测量值均在用户可编程的时间内平均。如果VSENSE超出(或低于)相应的限制,则可以断言ALERT引脚,该引脚通过标记为ALT的mikroBUS™插座上的

INT引脚进行路由。它还包含用户可编程的电流峰值检测电路,位于DUR_SEL和TH_SEL引脚上,如果检测到大于编程阈值的电流峰值,并且持续时间长于编程时间(由电阻R7和R8选择的阈值和持续时间),则会断言THERM引脚,该引脚通过标记为TRM的mikroBUS™插座上的RST引脚进行路由。此Click board™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压电平。通过这种方式,既可以使用3.3V也可以使用5V能力的MCU正确使用通信线。此外,此Click board™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Current 3 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
Current Peak Detection
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
Interrupt
PC14
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

Current 3 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
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

软件支持

库描述

该库包含 Current 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • current3_get_temperature - 该函数通过从一组连续寄存器读取多个数据字节来获取温度。

  • current3_get_source_voltage - 该函数获取源电压,源电压寄存器存储在SENSE+引脚测量的电压。

  • current3_get_current - 该函数进行电流测量,测量电流流动方向(从SENSE+到SENSE-或从SENSE-到SENSE+)。

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 Current3 Click example
 * 
 * # Description
 * Current 3 Click can be used to measure current ranging up to 8000mA, and display temperature, 
 * voltage and current data - using I2C comunication.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - I2C,
 * check communication and set sense sampling configuration, also write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example which demonstrates the use of Current 3  Click board.
 * Current 3 Click board can be used to measure current ranging
 * up to 8000mA, and display temperature, voltage and current data.
 * All data logs write on USB uart changes for every 2 sec.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "current3.h"

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

static current3_t current3;
static log_t logger;
static current3_sense_cfg_data_t sense_cfg_data;

static float temperature;
static float voltage;
static float current;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    current3_cfg_t cfg;
    uint8_t read_data;

    /** 
     * 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.

    current3_cfg_setup( &cfg );
    CURRENT3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    current3_init( &current3, &cfg );

    Delay_ms ( 100 );
    log_printf( &logger, "     Driver init. done     \r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    
    current3_generic_read( &current3, CURRENT3_REG_PRODUCT_ID, &read_data, 1 );
    if ( read_data == CURRENT3_DEV_ID )
    {
        log_printf( &logger, "     Communication OK      \r\n" );
        log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "    Communication ERROR    \r\n" );
        log_printf( &logger, "     Reset the device      \r\n" );
        log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
        for ( ; ; );
    }
    
    current3_default_cfg( &current3, sense_cfg_data );
}

void application_task ( void )
{
    temperature = current3_get_temperature( &current3, CURRENT3_TEMP_INTERNAL_DIODE );
    log_printf( &logger, " Temperature = %.2f C\r\n", temperature );

    voltage = current3_get_source_voltage( &current3 );
    log_printf( &logger, " Voltage     = %.2f V\r\n", voltage );

    current = current3_get_current( &current3 );
    log_printf( &logger, " Current     = %.2f mA\r\n", current );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    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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