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30 分钟

使用BD8LB600FS-C和STM32F410RB实现安静可靠的切换

不再有火花,只有精确:引入固态继电器创新

SolidSwitch 3 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

SolidSwitch 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

从工业自动化到家庭自动化,我们的固态继电器(SSR)提供了您所需的精度和安全性,助您保持领先地位。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

SolidSwitch 3 Click基于BD8LB600FS-C,这是一款来自Rohm Semiconductor的汽车级八通道低边负载开关。每个开关通过串行外设接口控制,并包括一个支持最大电流为1A的N沟道MOSFET。BD8LB600FS-C为系统提供灵活的保护边界,可承受高达5V的输入电压,并限制输出负载电流,使该设备非常适合驱动电阻性、感性和容性负载。此Click板™通过标准SPI接口与MCU通信,支持高达5MHz的时钟速率,以16位数字格式提供数据。它还具有复位功能,标记

为RST并路由到mikroBUS™插座的RST引脚。除了这些引脚外,还有一些引脚,例如DIR和两个输入引脚,IN1和IN2,引脚分别路由到mikroBUS™插座的AN、PWM和INT引脚。DIR信号表示通过将该引脚设置为高逻辑电平来激活的直接模式转换。根据DIR引脚的逻辑状态设置,IN1和IN2引脚可用于控制给定的输出通道;当DIR处于低逻辑状态时,IN1表示控制通道1和5,而IN2定义控制通道2和6。当DIR设置为高逻辑状态时,IN1仅控制通道5,IN2仅控制

通道6。如前所述,BD8LB600FS-C还具有内置保护电路,即过流保护、热关断、开路检测和电压锁定电路。此外,该设备在异常检测期间还具有诊断输出功能。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压水平。这种方式下,3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线。此外,此Click板™配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

SolidSwitch 3 Click top side image
SolidSwitch 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB 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 STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

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

Direct Mode
PC0
AN
Reset
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
1/5 Channel Control
PC8
PWM
2/6 Channel Control
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

SolidSwitch 3 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 STM32F410RB 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 SolidSwitch 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • solidswitch3_enable_output - 此功能启用指定的输出通道。

  • solidswitch3_disable_output - 此功能禁用指定的输出通道。

  • solidswitch3_reset - 此功能通过切换复位引脚来重置设备。

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 main.c
 * @brief SolidSwitch3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of SolidSwitch 3 click board by controlling
 * the output state.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Enables all outputs one by one in the span of 8 seconds, and after that disables 
 * all outputs for 3 seconds. Accordingly, the outputs status will be displayed on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "solidswitch3.h"

static solidswitch3_t solidswitch3;
static log_t logger;

/**
 * @brief SolidSwitch 3 display all enabled channels function.
 * @details This function displays all enabled channels on USB UART.
 * @param[out] ctx : Click context object.
 * See #solidswitch3_t object definition for detailed explanation.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void solidswitch3_display_enabled_channels ( solidswitch3_t *ctx );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    solidswitch3_cfg_t solidswitch3_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.
    solidswitch3_cfg_setup( &solidswitch3_cfg );
    SOLIDSWITCH3_MAP_MIKROBUS( solidswitch3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == solidswitch3_init( &solidswitch3, &solidswitch3_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    SET_SPI_DATA_SAMPLE_EDGE;
    
    if ( SOLIDSWITCH3_ERROR == solidswitch3_default_cfg ( &solidswitch3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    for ( uint16_t cnt = SOLIDSWITCH3_CH_OUT1; cnt <= SOLIDSWITCH3_CH_OUT8; cnt <<= 1 )
    {
        if ( SOLIDSWITCH3_OK == solidswitch3_enable_output ( &solidswitch3, cnt ) )
        {
            solidswitch3_display_enabled_channels( &solidswitch3 );
            Delay_ms ( 1000 );
        }
    }
    
    if ( SOLIDSWITCH3_OK == solidswitch3_disable_output ( &solidswitch3, SOLIDSWITCH3_ALL_CHANNELS ) )
    {
        solidswitch3_display_enabled_channels( &solidswitch3 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

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;
}

static void solidswitch3_display_enabled_channels ( solidswitch3_t *ctx )
{
    uint16_t output_state = ctx->output_state;
    uint8_t enabled_flag = 0;
    
    log_printf( &logger, " Outputs enabled: " );
    for ( uint8_t cnt = 1; cnt <= 16; cnt++ )
    {
        if ( SOLIDSWITCH3_OUT_ENABLE == ( output_state & SOLIDSWITCH3_OUT_BITS_MASK ) )
        {
            if ( enabled_flag == 1 )
            {
                log_printf( &logger, ", %u", ( uint16_t ) cnt );
            }
            else
            {
                log_printf( &logger, " %u", ( uint16_t ) cnt );
            }
            enabled_flag = 1;
        }
        output_state >>= 2;
    }
    
    if ( enabled_flag == 0 )
    {
        log_printf( &logger, " none" );
    }
    log_printf( &logger, "\r\n-----------------------\r\n" );
}

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

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