中级
30 分钟

使用 NCP5623B 和 STM32G071RB 解锁全色域。

用光彩点亮世界。

RGB Driver Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

RGB Driver Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

通过提供对 RGB LED 灯条、灯具和各种 RGB LED 应用的精确控制,释放您的创造力,让您用迷人的色彩照亮您的世界。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RGB Driver Click 基于 ON Semiconductors 的 NCP5623B,这是一款通过 I2C 接口控制的三重输出 RGB LED 驱动器。此 IC 配备内部 DC/DC 转换器,作为高效电荷泵,为所有三个 LED 段供电。每个 LED 段的电流流通过与每个通道相关的内部电流镜调节,并由板载电阻器限制在约 20mA。为了接口需要比 NCP5623B 能提供的更高电压和电流的 LED 灯条和类似 LED 设备,Click board™ 使用了额外的功率 MOSFET 元件。它使用 STD20NF06LT4 N 通道功率 MOSFET,具有非常低的 RDSON 0.03Ω,额定电压高达 60V。实际上,最大负载将由功耗决定,但考虑到低 RDSON 值,即使没有额外的散热器,这些 MOSFET 也应能承受合理的电流量。NCP5623B IC 包含三个集成 PWM 结构,每个通道一个。PWM 信号用于调制来

自 DC/DC 转换器的电流。此电流的强度可以通过 I2C 寄存器设置。由于在 IC 的输出级连接了 MOSFET 而不是 LED,改变电流不会影响连接的 LED 亮度。因此,唯一改变连接 LED 亮度的方法是控制每个 LED 通道的内部 PWM 结构的占空比。有五个位用于控制内部 PWM 的占空比,每个通道有 32 个颜色步长。由于驱动 IC 的输出驱动器从内部电荷泵 DC/DC 转换器中汲取电流,因此使用了附加的 P 通道低功率 MOSFET 来驱动 N 通道功率 MOSFET 的栅极。这允许电流从外部电源源、连接的负载(LED)通过功率 MOSFET 流到地。这种配置允许比单独使用 NCP5623B 更高的电压和电流比率。LED 通道的阳极连接到外部电源的正轨(标记为 VLED),而红色、绿色和蓝色通道的阴极分别连接到标记为 R、G 和 B 的端子。外部电

源电压由 LED 的要求决定。例如,如果连接的 LED 灯条需要 12V,则连接的外部电源电压也应为 12V。外部电源电压应保持在 60V 以下,因为这是输出 MOSFET 的击穿电压。IC 的 SCL 和 SDA 线连接到 mikroBUS™,允许与主机 MCU 的安全简单连接。Click board™ 能够与 3.3V 和 5V MCU 接口。这可以通过将标记为 VCC SEL 的小型 SMD 跳线切换到所需位置来完成,选择适当的逻辑电压水平。输出螺钉端子用于安全连接 LED 电源以及 R、G 和 B LED 通道。此 Click board™ 可以选择 3.3V 或 5V 逻辑电压水平,通过 VCC SEL 跳线选择。这使得 3.3V 和 5V MCU 都能正确使用通信线。此外,此 Click board™ 配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

RGB Driver Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB 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 STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

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
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

RGB Driver 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 STM32G071RB 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

该库包含用于 RGB Driver Click 驱动程序的 API。

Key functions:

  • rgbdriver_set_rgb_color - 通过红色、绿色和蓝色参数设置 RGB LED 的颜色

  • rgbdriver_set_color - 设置颜色的功能

  • rgbdriver_shut_down - 关闭设备的功能

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 RgbDriver Click example
 * 
 * # Description
 * This application sets the brightness over RGB value.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and logger, and configures the click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes the color of RGB LED tape connected to the click board every 2 seconds.
 * The name of the selected color will be displayed on USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rgbdriver.h"

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

static rgbdriver_t rgbdriver;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    rgbdriver_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.

    rgbdriver_cfg_setup( &cfg );
    RGBDRIVER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    rgbdriver_init( &rgbdriver, &cfg );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    rgbdriver_default_cfg( &rgbdriver );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    rgbdriver_set_color( &rgbdriver, RGBDRIVER_COLOR_RED_LOW_INTENSITY );
    log_printf( &logger, "\r\n--- RED ---\r\n" );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
    rgbdriver_set_color( &rgbdriver, RGBDRIVER_COLOR_ORANGE_LOW_INTENSITY );
    log_printf( &logger, "--- ORANGE ---\r\n" );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
    rgbdriver_set_color( &rgbdriver, RGBDRIVER_COLOR_YELLOW_LOW_INTENSITY );
    log_printf( &logger, "--- YELLOW ---\r\n" );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
    rgbdriver_set_color( &rgbdriver, RGBDRIVER_COLOR_GREEN_LOW_INTENSITY );
    log_printf( &logger, "--- GREEN ---\r\n" );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
    rgbdriver_set_color( &rgbdriver, RGBDRIVER_COLOR_BLUE_LOW_INTENSITY );
    log_printf( &logger, "--- BLUE ---\r\n" );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
    rgbdriver_set_color( &rgbdriver, RGBDRIVER_COLOR_WHITE_LOW_INTENSITY );
    log_printf( &logger, "--- WHITE ---\r\n" );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
    rgbdriver_set_color( &rgbdriver, RGBDRIVER_COLOR_PURPLE_LOW_INTENSITY );
    log_printf( &logger, "--- PURPLE ---\r\n" );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
}

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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