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使用L6986H和STM32F446RE精致地为您的设备供电

同步降压奇迹!

Step Down 2 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Step Down 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

这种降压转换器在高效应用中极其宝贵,因为它最大限度地减少了能量损耗,并最大限度地延长了设备的运行时间。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Step Down 2 Click基于STMicroelectronics的L6986HTR单片开关稳压器,可提供高达2 A的直流输出电流。输出电压的可调范围为0.85 V到VIN。"低功耗模式"(LCM)专为在空闲模式下仍需活动的应用设计,因此它在轻负载时最大化效率,并控制输出电压纹波。"低噪声模式"(LNM)使开关频率保持恒定,并在过载电流范围内最小化输出电压纹波,以满足低噪声应用的规格要求。输出电压监控器管理任何数字负载(如µC,FPGA)的复位阶段。RST开路集电极输出还可以在上电阶段运行电压排序。同步整流设计用于中-重负载下的高效率,且高

开关频率能力使应用尺寸紧凑。对两个功率元件的逐脉冲电流感应实现了有效的恒定电流保护。L6986H器件基于"峰值电流模式"和恒定频率控制。因此,误差放大器输出与感应电感电流之间的交点生成PWM控制信号以驱动功率开关。该器件具有LNM(低噪声模式),在不同负载条件下强制PWM操作。LNM具有恒定开关频率,以最小化最终应用中的噪声,并在固定VIN时具有恒定电压纹波。稳压器在稳定负载条件下从不跳过脉冲,并在不同负载条件下以连续导通模式(CCM)运行,使这种操作模式非常适合噪声敏感应用。过压保护监控VOUT引脚,如果输出电压超过额

定值的20%,则启用低侧MOSFET放电输出电容。这是二级保护,如果系统正确设计,则在正常工作条件下不应触发。换句话说,外部功率元件的选择和补偿网络确定的动态性能应保证输出电压调节在过压阈值内,即使在负载转换的最坏情况下也是如此。该保护是可靠的,即使在负载转换期间也能正常运行,对于动态性能不符合负载动态要求的系统,输出电压调节会受到影响。由于其主要特性的多种可能性,Step Down 2 Click非常适用于可编程逻辑控制器(PLCs)、分散智能节点、传感器和低噪声应用(LNM)。

Step Down 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F446RE 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 STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

131072

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
Error
PC12
RST
Enable
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Step Down 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 STM32F446RE 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
Board mapper by product8 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 Step Down 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • stepdown2_digital_read_rst - 此功能读取RST引脚的数字信号

  • stepdown2_digital_write_cs - 此功能向CS引脚写入指定的数字信号

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 Step Down 2 Click example
 * 
 * # Description
 * This example showcases how to initialize and use the Step Down 2 Click. The Click is a 
 * step-down monolithic switching regulator able to deliver up to 2 A (DC).
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * This function initializes and configures the logger and Click modules.
 * 
 * ## Application Task  
 * This function checks error input on the RST pin and reports if the device is working properly
 * or not. It does so every second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepdown2.h"

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

static stepdown2_t stepdown2;
static log_t logger;

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

void application_init ( )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    stepdown2_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.

    stepdown2_cfg_setup( &cfg );
    STEPDOWN2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    stepdown2_init( &stepdown2, &cfg );

    stepdown2_digital_write_cs( &stepdown2, 1 );
    Delay_100ms( );
}

void application_task ( )
{
    if ( stepdown2_digital_read_rst( &stepdown2 ) )
    {
        log_printf( &logger, " * The device works as it should. *\r\n" );
    }
    else 
    {
        log_printf( &logger, " * The device does not work as it should. *\r\n" );
    }

    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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