初学者
10 分钟

使用TPSM63610和STM32F103RB产生低于输入电压的输出电压

调整电源以获得完美性能

Step Down 10 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Step Down 10 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

确保您的设备获得正确的“电源语言”,即使电源来源使用不同的电压“语言”。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Step Down 10 Click基于TPSM63610,这是一款来自德州仪器的高密度同步降压DC/DC电源模块,具有增强的HotRodTM技术。TPSM63610具有高达95%的效率、超低的传导和辐射EMI特征、多种保护机制等功能。TPSM63610的反馈输入通过电压分压器来设置所需的电压输出调节,其中一部分是MCP4661T,这是一款来自Microchip的具有非易失性存储器的双数字电位器。MCP4661T是一款具有8位分辨率的100K电位器,拥有256个滑动步,并可以将数值存储在内部EEPROM中。TPSM63610还具有可调频率,从2.2MHz到400kHz,可以通过板载数字

电位器选择或通过未焊接的R12电阻设置为固定值。这些数值可以在随附的Step Down 10 Click原理图表中找到。有两个螺钉端子用于连接输入和输出电压。Step Down 10 Click还具有一个额外的3针头。这个头允许通过将VLDO作为输入偏置电压连接到VOUT作为输出电压来提高效率。您还可以通过使用0.1μF到1μF电容将VLDO连接到GND来提高抗噪声能力。如果输出电压高于12V,请将VLDO连接到GND。Step Down 10 Click使用MCP4661T的标准2线I2C接口,允许主机MCU设置输出电压,支持高达3.4MHz的时钟频率。I2C地址可以通过ADDR SEL

跳线选择(默认设置为0)。如果输出电压不在指定的窗口阈值内,电源良好PG引脚将被断言。通过MD引脚,您可以为该模块设置操作模式。您可以在自动模式、强制脉宽调制和与外部时钟同步之间选择,在这种情况下,通过数字电位器(或电阻)设置。EN引脚是稳压器的精密使能输入。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压水平运行。这样,3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了一个包含易于使用的函数库和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Step Down 10 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
Chip Enable
PC12
RST
ID COMM
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Mode Selection
PC8
PWM
Power Good Indicator
PC14
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!”

原理图

Step Down 10 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 Step Down 10 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • stepdown10_get_pg_state - 降压10获取PG引脚状态功能。

  • stepdown10_set_wiper_pos - 降压10设置滑动位置。

  • stepdown10_set_output - 降压10设置输出电压。

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 main.c
 * @brief Step Down 10 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Step Down 10 Click driver.
 * This driver provides the functions to set the output voltage treshold.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization, default settings sets output voltage to 2 V.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Step Down 10 Click board™ by changing 
 * output voltage every 2 seconds starting from 2 V up to 20 V.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepdown10.h"

static stepdown10_t stepdown10;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    stepdown10_cfg_t stepdown10_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.
    stepdown10_cfg_setup( &stepdown10_cfg );
    STEPDOWN10_MAP_MIKROBUS( stepdown10_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == stepdown10_init( &stepdown10, &stepdown10_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( STEPDOWN10_ERROR == stepdown10_default_cfg ( &stepdown10 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    for ( uint8_t n_cnt = STEPDOWN10_MIN_OUTPUT; n_cnt <= STEPDOWN10_MAX_OUTPUT; n_cnt++ )
    {
        stepdown10_set_output( &stepdown10, ( float ) n_cnt );
        log_printf( &logger, " Output voltage %d V\r\n", ( uint16_t ) n_cnt );
        Delay_ms( 2000 );
    }
}

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

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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