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使用MIC2099和STM32F103RB确保关键系统的高效运行

自信限制:通过我们的解决方案提升性能

Current Limit 5 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Current Limit 5 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

体验我们解决方案的未来,自信地管理电流,精度确保最佳性能和效率,同时保护系统免受潜在的过载。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Current Limit 5 Click基于MIC2099,这是一款来自Microchip Technology的带有可调过电流保护功能的电流限制器。MIC2099为系统提供了灵活的保护边界,可防止输入电压范围从2.5V到5.5V,并将输出负载电流限制到一个编程水平(最高可达1.05A)。其他安全功能包括热关断保护以防止过热、欠压锁定、软启动以防止大电流突入,并在故障条件后自动打开输出。电流限制开关在系统控制中几乎是无处不在的,并提供了一种安全的手段来调节传送到负载电路的电流。它将负载电流增加到一个编程限制,但不会超过这个限制。通常,电流限制是外部电阻跨越

的电压的函数,这个电压用作内部电流限制放大器的参考。将电阻替换为数字电位器可以使您像在这个Click板™上一样编程电流限制。为此,使用Microchip Technology的数字电位器MCP4561,它通过2线I2C串行接口与MCU通信,用于设置MIC2099的LIMIT引脚上的电阻,调节开关的电流限制在0.1A到1.05A之间。Current Limit 5 Click可以通过EN引脚开启或关闭,EN引脚连接到mikroBUS™插座的CS引脚,因此提供了一个开关操作来打开/关闭对连接负载的电源传递。它还提供了一个故障状态指示信号,标记为FLT并路由到mikroBUS™插座

的INT引脚,以及其LED指示器标记为FAULT,用于指示不同的故障条件,例如电流限制和热关断。这个Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V和5V逻辑电压电平操作。它允许3.3V和5V能力的MCU正确使用通信线路。此外,通过标记为VIN SEL的跳线,还可以选择MIC2099的电源供应,以在2.5V到5.5V范围内从外部电源VEXT端子或从mikroBUS™电源轨道的VCC电压级别供应MIC2099。此外,该Click板™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 Limit 5 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F103RB 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 STM32F103RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M3

MCU 内存 (KB)

128

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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Fault 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 Limit 5 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 STM32F103RB 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

该库包含 Current Limit 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • currentlimit5_set_ilimit - 该函数通过配置板载数字电位器来设置电流限制值

  • currentlimit5_get_fault_pin - 该函数返回故障引脚的逻辑状态

  • currentlimit5_enable_limit - 该函数启用电流限制开关

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 CurrentLimit5 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Current Limit 5 click board by limiting
 * the current to a certain value and displaying an appropriate message when the current
 * reaches the limit.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration which sets
 * the current limit to 200mA.
 *
 * ## Application Task
 * Displays the fault indicator state on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "currentlimit5.h"

static currentlimit5_t currentlimit5;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    currentlimit5_cfg_t currentlimit5_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.
    currentlimit5_cfg_setup( &currentlimit5_cfg );
    CURRENTLIMIT5_MAP_MIKROBUS( currentlimit5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == currentlimit5_init( &currentlimit5, &currentlimit5_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( CURRENTLIMIT5_ERROR == currentlimit5_default_cfg ( &currentlimit5 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t currentlimit_ind = 2;
    if ( currentlimit5_get_fault_pin ( &currentlimit5 ) )
    {
        if ( currentlimit_ind != 0 )
        {
            log_printf ( &logger, " The switch is in normal operation \r\n\n" );
            currentlimit_ind = 0;
        }
    }
    else
    {
        if ( currentlimit_ind != 1 )
        {
            log_printf ( &logger, " The switch is in the current limiting or thermal shutdown operation \r\n\n" );
            currentlimit_ind = 1;
        }
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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