初学者
10 分钟

使用TPS62363和STM32G071RB将电能转换为其他设备可用的形式

智能、紧凑、高效的电源管理

Smart Buck 2 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Smart Buck 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

让您的设备以智能而紧凑的方式管理其能量需求,使其高效运行。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Smart Buck 2 Click 基于德州仪器的 TPS62363,这是一款具有远程感知功能的 3A 处理器供电器。该转换器具有可编程输出电压,可在 0.5V 至 1.77V 范围内,以 10mV 的步长进行数字电压缩放。它专注于高输出电压精度,并具有软启动、电压过渡时的可编程斜率、过温保护、输入欠压检测和锁定、差动负载感知、用于快速和精确瞬态调节的 DCS-Control™ 架构等特性。此外,它提供了高

效的降压转换,其中最高效率区域在低电流时,处理器处于保留模式下运行,以及在最高输出电流时,从而增加了电池工作时间。TPS62363 转换器具有省电模式,在轻负载电流条件下可提高效率。该设备在高负载时以脉冲宽度调制(PWM)操作和轻载电流时以脉冲频率调制(PFM)操作之间自动转换。这保持了在轻载和重载电流下的高效率。在 PFM 模式下,设备在需要时生成单个开关脉冲,以

维持编程输出电压。Smart Buck 2 Click 使用标准的 2 线 I2C 接口与主机 MCU 进行通信。TPS62363 支持标准、快速和高速模式,时钟频率可高达 3.4MHz。该 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压电平下操作。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板子必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click board™ 配备有包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步的开发。

Smart Buck 2 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
ID COMM
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
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

Smart Buck 2 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

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

该库包含 Smart Buck 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • smartbuck2_set_voltage - Smart Buck 2设置电压函数。

  • smartbuck2_get_voltage - Smart Buck 2获取电压函数。

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 main.c
 * @brief Smart Buck 2 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Smart Buck 2 Click board™.
 * This driver provides functions for device configurations 
 * and for the sets and reads the output voltage.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization, the app executes a default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Smart Buck 2 Click board™.
 * The demo application changes the output voltage in steps of 100mv every 3 seconds 
 * and displays the output voltage value.
 * Results are sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "smartbuck2.h"

#define DEMO_VOUT_STEP_100MV    100

static smartbuck2_t smartbuck2;
static log_t logger;
static uint16_t vout_mv = SMARTBUCK2_VOUT_MIN;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    smartbuck2_cfg_t smartbuck2_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.
    smartbuck2_cfg_setup( &smartbuck2_cfg );
    SMARTBUCK2_MAP_MIKROBUS( smartbuck2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == smartbuck2_init( &smartbuck2, &smartbuck2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( SMARTBUCK2_ERROR == smartbuck2_default_cfg ( &smartbuck2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( SMARTBUCK2_OK == smartbuck2_set_voltage( &smartbuck2, vout_mv ) )
    {
        Delay_ms( 100 );
        if ( SMARTBUCK2_OK == smartbuck2_get_voltage( &smartbuck2, &vout_mv ) )
        {
            log_printf( &logger, " Output voltage: %u [mV]\r\n", vout_mv );
        }
    }
    vout_mv += DEMO_VOUT_STEP_100MV;
    if ( vout_mv > SMARTBUCK2_VOUT_MAX )
    {
        vout_mv = SMARTBUCK2_VOUT_MIN;
    }
    Delay_ms( 3000 );
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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