初学者
10 分钟

自信迈入使用MAX17624和STM32F103RB的电源管理未来

使用我们的降压DC-DC技术精确转换电源

Step Down 7 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Step Down 7 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

我们的同步降压 DC-DC 转换器是电源效率的巅峰之作,提供精确的电压调节和电流控制,以满足您的电子应用需求。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Step Down 7 Click 基于 Analog Devices 的 MAX17624,这是一款带集成 MOSFET 的同步降压转换器。该转换器使用软启动斜坡技术,允许平滑的输出电压增加。输出电压通过电阻分压器进行反馈监测。在此 Click board™ 上,电阻分压器由电阻和 Microchip 的 MCP4661T 组成,这是一款具有易失性存储器的 8 位双数字电位器。这个 50K 数字电位器具有连接到模拟开关和端子 A 和 B 的电阻梯级。256 个电阻器提供 257 个滑动位置。电位器具有高速读/写滑动和增量/减量滑动串行协议功能。MAX17624 具有两种可选的工作模式:PWM 模式

和 PFM 模式。PWM 模式用于固定频率操作,开关频率固定为 4MHz。此模式允许设备的输出电流变为负值,适用于频率敏感的应用,因为它在所有负载下都提供固定的开关频率操作。与 PFM 模式操作相比,PWM 模式在轻负载下效率较低。PFM 模式禁用设备的负输出电流,并在轻负载时跳过脉冲以提高效率。降压转换器的另一个特点是电源良好(Power Good),指示输出电压状态。Step Down 7 Click 使用 I/O 引脚与主 MCU 通信。要更改为所需的模式,可以将 MD 引脚的逻辑状态设置为低电平以进行 PWM 模式操作;否则选择 PFM 模式。可以通

过 PG 引脚监控电源良好输出。在启用 EN 引脚时,MAX17624 将首先进入软启动模式,1 毫秒后平滑地增加电压。反馈通过电阻分压器和数字电位器提供,数字电位器使用标准 2 线 I2C 接口与主 MCU 通信,支持 100KHz、400KHz 和 3.4MHz 的频率。I2C 地址可以通过三个跳线的组合选择,默认情况下全部设置为 0。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平进行操作。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

Step Down 7 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
Enable
PC12
RST
NC
NC
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!”

Click board™ 原理图

Step Down 7 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

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 7 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • stepdown7_set_mode - Step Down 7 模式选择功能。

  • stepdown7_get_pg_state - Step Down 7 获取 PG 引脚状态功能。

  • stepdown7_set_output - Step Down 7 设置输出电压功能。

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 Step Down 7 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Step Down 7 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 1.5 V.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Step Down 7 Click board™ by changing 
 * output voltage every 5 seconds starting from 1.5 V up to 3.3 V.
 * 
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepdown7.h"

static stepdown7_t stepdown7;
static log_t logger;

/**
 * @brief Output level printing function.
 * @details This function is used to log value of the selected voltage to UART terminal.
 * @param[in] sel_level : Selected voltage level.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
static void print_selected_output_level ( uint8_t sel_level );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    stepdown7_cfg_t stepdown7_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.
    stepdown7_cfg_setup( &stepdown7_cfg );
    STEPDOWN7_MAP_MIKROBUS( stepdown7_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == stepdown7_init( &stepdown7, &stepdown7_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( STEPDOWN7_ERROR == stepdown7_default_cfg ( &stepdown7 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    for ( uint8_t n_cnt = STEPDOWN7_OUTPUT_1V5; n_cnt <= STEPDOWN7_OUTPUT_3V3; n_cnt++ )
    {
        stepdown7_set_output( &stepdown7, n_cnt );
        log_printf( &logger, " Selected output is:" );
        print_selected_output_level ( n_cnt );
        Delay_ms( 5000 );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

static void print_selected_output_level ( uint8_t sel_level )
{
    switch ( sel_level )
    {
        case ( STEPDOWN7_OUTPUT_1V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 1.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN7_OUTPUT_2V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 2.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN7_OUTPUT_3V3 ):
        {
            log_printf( &logger, " 3.3V\r\n" );
            break;
        }
        default:
        {
            log_printf( &logger, " ERROR\r\n" );
        }
    }
}

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

额外支持

资源

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