中级
30 分钟

使用TPS7A83A和STM32L073RZ确保稳定可靠的输出电压,电压降最小

释放电压控制中的效率

LDO Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 26, 2024

点击板

LDO Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

见证电压精度和低压差完美表现,我们的LDO稳压器设定了准确高效电压控制的标准。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LDO Click基于TPS7A83A,这是一款来自德州仪器的高电流(2A)、低噪声、高精度和低压差线性稳压器。TPS7A83A具有多种特性,使其在各种应用中非常有用,例如高精度、高PSR输出和电压调节部分的快速瞬态响应,以及内部保护功能,如热关断和折返电流限制。所有这些特性使得该Click板™成为在生成清洁、准确电源方面解决许多挑战性问题的强大解决方案。通过mikroBUS™插座的EN引脚可以轻松启用TPS7A8300A,提供开启/关闭TPS7A8300A的开关操作。它具有从0.8V到3.95V的引脚可编程输出电压,分辨率为50mV,或使用外部电阻分压器(R9和R10)可以调

节从0.8V到5.2V的电压。引脚可编程输出电压得益于TCA9534A,这是一款来自德州仪器的I2C可配置I/O扩展器,通过设置连接到TPS7A83A内部反馈网络的适当电压设置引脚,编程调节输出电压。TCA9534A扩展器还可以通过将标记为ADDR SEL的SMD跳线设置到适当位置(标记为0和1)来选择其I2C从设备地址的最低有效位(LSB)。可调输出电压通过电压分压电阻实现,其相应的值可以在数据表中找到。板上的一个电源端子是VBIAS端子,当内部电压被钳位时,它最小化内部电荷泵噪声,从而降低整体输出噪声底线。该轨道使得在低输入电压、低输出电压(LILO)条件

下(VEXT=1.2V,VOUT =1V)使用成为可能,以减少TPS7A8300A的功耗。使用VBIAS电压改善了VEXT≤2.2V的DC和AC性能。该Click板™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压水平,这样3.3V和5V的MCU都能正确使用通信线。此外,通过标记为VIN SEL的跳线可以选择TPS7A83A的电源,从1.1V到6.5V范围内的外部电源端子或选定的mikroBUS™电源轨供电。然而,该Click板™配备了包含易于使用功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

LDO 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

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
NC
NC
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

LDO 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 LDO Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ldo_enable_device - 此函数通过将EN引脚设置为高逻辑状态来启用设备

  • ldo_disable_device - 此函数通过将EN引脚设置为低逻辑状态来禁用设备

  • ldo_set_vout - 此函数设置电压输出

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 LDO Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of LDO click by changing the output voltage.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the device default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Changes the output voltage every 3 seconds and displays on the USB UART 
 * the currently set voltage output value.
 *
 * @note
 * In order to have up to 3950mV at VOUT you will need to move the VIN SEL on-board jumper
 * to the VEXT position and provide at least 3950mV voltage input at the VEXT terminal.
 * Otherwise, the maximum level of VOUT will be limited to 3.3V system voltage.
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ldo.h"

static ldo_t ldo;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    ldo_cfg_t ldo_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.
    ldo_cfg_setup( &ldo_cfg );
    LDO_MAP_MIKROBUS( ldo_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == ldo_init( &ldo, &ldo_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( LDO_ERROR == ldo_default_cfg ( &ldo ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint16_t vout = LDO_VOUT_MIN;
    if ( LDO_OK == ldo_set_vout ( &ldo, vout ) )
    {
        log_printf ( &logger, " VOUT: %u mV\r\n\n", vout );
    }
    vout += LDO_VOUT_STEP;
    if ( vout > LDO_VOUT_MAX )
    {
        vout = LDO_VOUT_MIN;
    }
    Delay_ms ( 3000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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