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使用MIC33153和STM32F103RB确保各种系统的稳定和安全运行

自信地转换电压!

MIC33153 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

MIC33153 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

升级至更高效的电压解决方案,集成DC-DC降压稳压器,为应用提供清洁电压!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MIC33153 Click基于MIC33153,这是来自Microchip的4MHz DC-DC降压稳压器,具有集成电感器和Hyperlight Load™技术。这个集成降压稳压器需要最少的外部元件,包括电感器。这极大地简化了设计,保留了宣传的电气特性。此外,热关断和电流限制保护功能确保即使出现错误和短路,也能安全运行。该Click使用2.7V到5.5V的输入电压范围,并且可以提供0.8V到3.5V的调节输出,最高可达1.2A。输出电压是可选择的,由FB引脚管理。此引脚连接到MCP4921的输出端,这是Microchip的一个12位DAC转换器,具有SPI接口。DAC输出上的电压影响FB引脚电压,进而影响主输出电压。连接在主输出端和GND之间的电压分压器允许通过mikroBUS™的AN引脚监视输出电压。这可以洞察输出电压的状况:如果输出电压偏离期望值,可以将校正值发送到DAC。MCP4921 DAC转换器的SPI线路连接到mikroBUS™,因此如果需要校正,只需通过click board™的SPI发送新值即可。当然,作

为降压转换器,Click board™期望较高的输入电压,而不是设置在其输出上。专有的HyperLight Load™技术使其能够在输出端连接了非常轻载时高效运行。它不是使用连续PWM信号来操作DC-DC降压转换器,而是进入不连续模式,使用脉冲频率调制(PFM)信号来调节输出。随着输出电流的上升,设备进入连续导通模式(CCM),PWM频率为4MHz。过渡是透明的,当输出电流升高到一定水平时,它会自动发生。这个水平取决于内部PWM信号的占空比,输入和输出电压,PWM频率和内部线圈电感,对于VIN = 3.6V和VOUT = 1.8V,约为200mA。MIC33153的EN引脚也连接到了mikroBUS™,用于关闭DC-DC降压转换器的输出级。逻辑高电平信号将激活设备,而逻辑低电平将使设备处于带有非常低功耗的关断模式。EN引脚受软启动电路的影响,可以减少启动时的涌流并防止输出电压超调。软启动延迟由连接到SS引脚的电容决定,对于MIC33153 Click固定为约300µS。

EN引脚由板上电阻拉高。MIC33153的PG引脚连接到了mikroBUS™的INT引脚,并用于信号化输出电压的电源好状态。当输出电压低于86%时,开漏输出被拉低。当输出电压达到其稳态的92%时,它会恢复到高电平逻辑状态。它可以在控制器上生成中断事件,或者以其他方式信号化输出电压问题。PG引脚由板上电阻拉高。MIC33153 Click具有两个坚固的螺钉端子,连接输入和输出电压轨。如果VIN SEL SMD跳线切换到VCC位置(默认跳线位置),Click可以使用来自开发系统的电压输入。MIC33153 Click可以与3.3V和5V额定的MCU一起使用。VCC SEL SMD跳线应切换到正确的位置,由标签-3.3V或5V指示,以选择所需的操作电压。应该注意,无论VCC SEL跳线的位置如何,所选的电压将用作如果通过VIN SEL选择,则用于降压转换器输入的内部电压供应。此外,无论VCC SEL跳线的位置如何,MCP4921 DAC都是直接从3.3V轨道供电的,因此需要3.3V。

MIC33153 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

Analog Output
PC0
AN
Chip Enable
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Power Good Indicator
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

MIC33153 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

这个库包含了MIC33153 Click驱动程序的API。

关键函数:

  • mic33153_write_dac - 将12位值写入DAC,从而将输出电压设置为确定的值。

  • mic33153_enable_out - 根据状态值启用或禁用输出电压。

  • mic33153_check_power_good - 检查PG(INT)引脚的状态。

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 
 * \brief Mic33153 Click example
 * 
 * # Description
 * This app enables step-down (buck) converter.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes click driver.
 * 
 * ## Application Task  
 * Activates the output voltage of the device, and then sets output voltage to various different values.
 * All data is being logged on USB UART.  
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mic33153.h"

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

static mic33153_t mic33153;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    mic33153_cfg_t 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 ----" );

    //  Click initialization.

    mic33153_cfg_setup( &cfg );
    MIC33153_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    mic33153_init( &mic33153, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    mic33153_enable_out( &mic33153, MIC33153_OUT_ENABLE );
    
    mic33153_write_dac ( &mic33153, MIC33153_VOLTAGE_1000MV );
    log_printf( &logger, "Output voltage set to 1000mV\r\n" );
    Delay_ms(2000);
    
    mic33153_write_dac ( &mic33153, MIC33153_VOLTAGE_1500MV );
    log_printf( &logger, "Output voltage set to 1500mV\r\n" );
    Delay_ms(2000);
    
    mic33153_write_dac ( &mic33153, MIC33153_VOLTAGE_2000MV );
    log_printf( &logger, "Output voltage set to 2000mV\r\n" );
    Delay_ms(2000);
    
    mic33153_write_dac ( &mic33153, MIC33153_VOLTAGE_2500MV );
    log_printf( &logger, "Output voltage set to 2500mV\r\n" );
    Delay_ms(2000);
    
    mic33153_write_dac ( &mic33153, MIC33153_VOLTAGE_3000MV );
    log_printf( &logger, "Output voltage set to 3000mV\r\n" );
    Delay_ms(2000);
    
    mic33153_write_dac ( &mic33153, MIC33153_VOLTAGE_3200MV );
    log_printf( &logger, "Output voltage set to 3200mV\r\n" );
    Delay_ms(2000);
    
    log_printf( &logger, "-----------------------------------\r\n" );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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