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使用 TPS22918 和 STM32F103RB 组合增强您的电气控制

使用固态继电器彻底改变您的电气控制

SolidSwitch Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

SolidSwitch Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

体验电气控制的新纪元,我们的固态继电器创新设计,旨在满足现代技术的需求。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

SolidSwitch Click基于TPS22918,这是一款来自德州仪器(Texas Instruments)的5.5V 2A负载开关。为了减少低电压和高电流轨道的压降,每个TPS22918都实现了低电阻的N沟道MOSFET,减少了器件的压降电压。TPS22918的ON引脚上的ON/OFF输入控制开关。ON引脚与标准GPIO逻辑阈值兼容,可以与任何GPIO电压为1V或更高的MCU一起使用。这就是为什么所有开关的控制都是通过端口扩展器MAX7323来实现的。该Click板™设计用于从1V到5.5V的外部供电电压范围内运行。无论电源排序顺

序如何,TPS22918都能工作。只要电压保持在绝对最大工作条件范围内,施加到负载开关的VIN端子和ON引脚的电压顺序不会损坏器件。SolidSwitch Click通过标准I2C 2线接口与MCU通信,频率高达400kHz。它还具有两个地址引脚(A0和A1),由用户编程以确定从地址的最后两个LSB的值,通过板载标记为ADDR SEL的SMD跳线选择适当位置标记为0和1,允许选择从地址LSB。此外,此Click板™具有一个复位引脚,连接到mikroBUS™插座上的RST引脚,在总线锁定情况下清除串行接口,终止

与MAX7323的任何串行事务。它还使用了一个额外的引脚,即mikroBUS™插座上的INT引脚,当MAX7323的任何I/O端口用作输入时,该引脚会自动标记数据变化。当通过串行接口访问MAX7323时,中断输出INT和所有转换标志被撤销。此Click板™只能在3.3V逻辑电压电平下运行。使用不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该Click板™配备了一个库,包含函数和示例代码,可作为进一步开发的参考。

SolidSwitch 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

NC
NC
AN
Reset
PC12
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
Interrupt
PC14
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

SolidSwitch 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

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 SolidSwitch Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • solidswitch_write_single - SolidSwitch I2C写入逻辑状态功能。

  • solidswitch_read_single - SolidSwitch I2C读取逻辑状态功能。

  • solidswitch_reset - Click默认配置功能。

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 SolidSwitch Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of SolidSwitch click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger and enables the click board.
 *
 * ## Application Task
 * Enables different outputs every 3 seconds and displays all enabled 
 * outputs on USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "solidswitch.h"

static solidswitch_t solidswitch;
static log_t logger;

/**
 * @brief Displays all enabled channels on USB UART.
 * @details This function reads logic state of outputs and 
 *          displays all enabled channels on USB UART.
 * 
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void solidswitch_display_enabled_channels ( void );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    solidswitch_cfg_t solidswitch_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.

    solidswitch_cfg_setup( &solidswitch_cfg );
    SOLIDSWITCH_MAP_MIKROBUS( solidswitch_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = solidswitch_init( &solidswitch, &solidswitch_cfg );
    if ( init_flag == I2C_MASTER_ERROR ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    solidswitch_default_cfg ( &solidswitch );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    solidswitch_write_single ( &solidswitch, SOLIDSWITCH_ENABLE_OUT0 | SOLIDSWITCH_ENABLE_OUT1 );
    solidswitch_display_enabled_channels( );
    Delay_ms ( 3000 );
    solidswitch_write_single ( &solidswitch, SOLIDSWITCH_ENABLE_OUT6 | SOLIDSWITCH_ENABLE_OUT7 );
    solidswitch_display_enabled_channels( );
    Delay_ms ( 3000 );
    solidswitch_write_single ( &solidswitch, SOLIDSWITCH_ENABLE_ALL_OUTPUTS );
    solidswitch_display_enabled_channels( );
    Delay_ms ( 3000 );
    solidswitch_write_single ( &solidswitch, SOLIDSWITCH_DISABLE_ALL_OUTPUTS );
    solidswitch_display_enabled_channels( );
    Delay_ms ( 3000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

static void solidswitch_display_enabled_channels ( void )
{
    uint8_t logic_state;
    uint8_t enabled_flag = 0;
    
    solidswitch_read_single ( &solidswitch, &logic_state );
    log_printf( &logger, " Outputs enabled: " );
    for ( uint8_t cnt = 0; cnt < 8; cnt++ )
    {
        if ( logic_state & 1 )
        {
            if ( enabled_flag == 1 )
            {
                log_printf( &logger, ", %u", ( uint16_t ) cnt );
            }
            else
            {
                log_printf( &logger, " %u", ( uint16_t ) cnt );
            }
            enabled_flag = 1;
        }
        logic_state >>= 1;
    }
    
    if ( enabled_flag == 0 )
    {
        log_printf( &logger, " none" );
    }
    log_printf( &logger, "\r\n-----------------------\r\n" );
}

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

额外支持

资源

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