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使用 ALI781 和 STM32F446RE 提升您的空间美感

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LED Driver 6 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

LED Driver 6 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

使用我们灵活的LED驱动器,可以轻松控制和定制电子设备中基于LED的功能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LED Driver 6 Click基于Diodes Incorporated的AL1781,这是一款单通道PWM调光线性LED驱动器。它是一个恒流驱动器,可以沉降高达1500mA。它有一个低侧电流沉,允许LED灯带或LED灯泡以共阳拓扑连接,以增加效率和功率优化。通过一个标记为ILED的SMD跳线,可以选择连接LED的恒定电流,其值为1A和1.5A之间。AL1781 IC可以通过1kHz至40kHz的频率范围内的PWM信号操作。将占空比小于4ms的PWM信号应用到连接的LED光元件可以调节其光强度。超过4ms的低脉冲宽度将使设备进入低功耗模式(挂起)。通过应用1kHz的PWM频率可以达到的最低光强度为0.1%,而40kHz允许全光强度的最低亮度水平为4%。较高的PWM频率可以减少可见的闪烁,但同时限制了最低光强度水平。AL1781的PWM1和PWM2引脚被路由到mikroBUS™的PWM和CS引脚上,并标记为PW1和PW2。自适应热管理(ATM)方案是AL1781的关键特性之一。它可以通过调整外

部电源单元(PSU)的电压来优化功耗:应用到连接的LED的过量电压将作为热量在AL1781 IC中散发。因此,外部PSU的电压水平应保持在连接的LED的正向电压加上最小电压余量(VF + VLED_REG)以上。ATM通过LEDPG引脚注入电流到AL1781。该电流转换为电压水平,并由Microchip的MCP3221进行采样,MCP3221是一款带有I2C接口的低功耗12位A/D转换器。它的I2C引脚被路由到相应的mikroBUS™ I2C引脚上,允许主机MCU读取LEDPG电压并调整PSU电压。请注意,如果使用没有外部调节的外部PSU,则其电压应保持在上述范围内(根据AL1781数据手册的要求为连接的LED元件的VF + VLEDx_REG)。但是,电压始终应保持在30V以下。AL1781 IC还集成了许多保护功能,以提高可靠性:输出欠压、开路或短路以及热保护。如果这些保护中的任何一个被激活,将在专用引脚FAULTB上报告故障事件。此引脚被路由到mikroBUS™的INT引脚上,并在发生故障事件时断言为

低逻辑电平。深度调光功能有助于提高功率效率。主观感知的光强度与测量的光强度不同。例如,10%的光强度(相对于应用的占空比)被认为是全光强度的32%。深度调光功能有助于节能,提供最佳的光输出。由于AL1781 IC可以在低至1µS的脉冲宽度下运行并仍具有良好的线性度,因此可以实现深度调光,达到0.1%。LED Driver 6 Click设计为使用外部PSU和MCU。当与专用的环境光感应Click board™(如Ambient 5 Click)结合使用时,可以充分发挥LED Driver 6 Click的潜力:通过从Ambient 5 Click接收环境光强度信息,MCU可以生成与所需强度调节相关的PWM信号,并将其发送到LED Driver 6 Click以调节环境照明的强度。此Click board™仅能使用3.3V逻辑电压电平。在使用具有不同逻辑电压的MCU之前,必须对板执行适当的逻辑电压级转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

LED Driver 6 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F446RE 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 STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

131072

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
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Input 1
PC8
PWM
Fault Indicator
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LED Driver 6 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 STM32F446RE 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LED Driver 6 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • leddriver6_set_duty_cycle - 通用设置PWM占空比

  • leddriver6_pwm_stop - 停止PWM模块

  • leddriver6_pwm_start - 启动PWM模块

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 Leddriver6 Click example
 *
 * # Description
 * This application designed to be used in tunable Smart Connected Lighting applications.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes I2C driver and PWM driver for the LED driver 6 control.
 *
 * ## Application Task
 * This is an example that demonstrates the use of the LED Driver 6 Click board.
 * This example shows the automatic control LED light intensity,
 * the first intensity of light is rising and then the intensity of light is falling.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *
 * @author Nikola Peric
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "leddriver6.h"

static leddriver6_t leddriver6;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_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... ----" );

    leddriver6_cfg_t leddriver6_cfg;

    //  Click initialization.

    leddriver6_cfg_setup( &leddriver6_cfg );
    LEDDRIVER6_MAP_MIKROBUS( leddriver6_cfg, MIKROBUS_1 );

    if ( leddriver6_init( &leddriver6, &leddriver6_cfg ) == LEDDRIVER6_INIT_ERROR )
    {
        log_info( &logger, "---- Application Init Error. ----" );
        log_info( &logger, "---- Please, run program again... ----" );

        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, "---- Application Init Done. ----" );
    
    leddriver6_set_duty_cycle ( &leddriver6, 0.0 );
    if ( leddriver6_pwm_start( &leddriver6 ) == LEDDRIVER6_INIT_ERROR )
    {
        log_info( &logger, "---- PWM can't be started. ----" );
        log_info( &logger, "---- Please, run program again... ----" );

        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, "---- PWM is started. ----" );
    log_info( &logger, "---- Application Task ----" );
    Delay_ms( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    static int8_t duty_cnt = 1;
    static int8_t duty_inc = 1;
    float duty = duty_cnt / 10.0;

    leddriver6_set_duty_cycle ( &leddriver6, duty );
    log_printf( &logger, "Duty: %d%%\r\n", ( uint16_t )( duty_cnt * 10 ) );
    Delay_ms( 500 );
    
    if ( 10 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = -1;
    }
    else if ( 0 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = 1;
    }
    duty_cnt += duty_inc;
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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