中级
30 分钟

使用 MAX40000 和 STM32F446RE 设定超低电压比较的新标准。

超高效电压比较器。

Nano Power 2 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Nano Power 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

使用我们的 nanoPower 电压比较器,检测电压差异变得轻而易举,为各种应用提供高效监控。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Nano Power 2 Click 基于 Analog Devices 的 MAX40000,这是一款带有内置参考的 nanoPower 比较器。该公司提供了几种相同 IC 的变体,所使用的 IC 变体在其引脚之一上提供 1.2V 的参考电压。此参考电压可以在比较器输入端使用,在整个全工作温度范围内提供准确的参考电压(如果自定义应用需要)。IC 本身需要的外部组件非常少。它有两个输入引脚,作为比较器输入。这些输入的电压范围为 -0.2V 至 VCC + 0.2V。VCC 是电源电压,可以通过标记为 LOGIC 的 SMD 跳线在 mikroBUS™ 的 3.3V 和 5V 导轨之间选择。其中一个比较器输入,标记为 IM,在 MAX40000 IC 上,可以路由到板载电位器(P1)或 IC 的 REF 引脚,该引脚提供 1.2V 的参考电压。路由可以通过另一个标记为 REF SEL 的 SMD 跳线完成。第二个比较器

输入(在 MAX40000 IC 上标记为 IP)路由到第二个板载电位器(P2)。两个电位器都可以设置在 GND 和 VCC 之间的任何电压,如上所述通过 LOGIC 跳线选择。正如前面提到的,比较器有两个输入。其中一个是反向输入,标记为 IM。另一个输入是非反向输入,标记为 IP。当 IP 电压高于 IM 电压时,输出状态变为逻辑高;否则,输出设置为低状态。特殊情况是当两个电压在任何给定时刻非常接近或处于相同水平时。由于噪声或寄生反馈,这会导致输出出现振荡。为了解决这个问题,施加了 ±2.5mV 的内部迟滞。MAX40000 IC 的输出路由到 mikroBUS™ 的 INT 引脚,在 Click 板™ 上标记为 OUT。输出级采用独特的先断后通拓扑结构,能够以高达 ±2mA 的负载进行轨到轨操作。输出级还使用独特的设计,在发生切换时最小化电源电流突变,产生

非常干净的输出和低电磁辐射。MAX40000 具有推挽输出级拓扑,能够同时吸收和提供电流。使用 Nano Power 2 Click 非常简单明了。仅使用一个引脚,该引脚可以用于触发中断(因此路由到 INT 引脚),或者其状态可以通过主 MCU 的输入引脚读取。然而,MikroElektronika 提供了一个库,其中包含用于简化 Nano Power 2 Click 控制的函数。该库还包含一个示例应用程序,演示了这些函数的使用。此示例应用程序可用作自定义设计的参考。此 Click 板™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平。因此,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线。此外,此 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。

Nano Power 2 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
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Comparator Output
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

Nano Power 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 front 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 front image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
EEPROM 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

此库包含用于 Nano Power 2 Click 驱动的 API。

关键功能:

  • nanopower2_check_output - 该功能从比较器获取输出电压。

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \file 
 * \brief Nano Power 2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application logs the comparators output value on USBUART.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes GPIO driver.
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks the comparator's output and logs output value on USBUART.
 * 
 * \author Petar Suknjaja
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "nanopower2.h"

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

static nanopower2_t nanopower2;
static log_t logger;

uint8_t out_check;
uint8_t out_check_prev;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    nanopower2_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.
    nanopower2_cfg_setup( &cfg );
    NANOPOWER2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    nanopower2_init( &nanopower2, &cfg );

    log_printf( &logger, "NANO POWER 2 is initialized\r\n" );
    out_check_prev = 2;
}

void application_task ( void )
{
    out_check = nanopower2_check_output( &nanopower2 );
    if ( out_check != out_check_prev )
    {
        log_printf( &logger, "OUT is: %d\r\n", ( uint16_t ) out_check );

        out_check_prev = out_check;
    }
}

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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