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10 分钟

使用MAX20406和STM32F410RB将您的电压控制挑战转化为胜利

告别电力浪费,迎接高效!

Step Down 9 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Step Down 9 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

不仅仅是管理电压,而是掌握它!我们的同步降压转换器以精确的方式应对电压挑战,实现最佳电源性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Step Down 9 Click 基于 Analog Devices 的 MAX20406,这是一款汽车用全集成同步静音开关降压转换器。它是一款低 EMI 发射降压转换器,集成了高侧和低侧开关,并可以通过 99% 占空比运行以进行低压降操作。Step Down 9 Click 使用 TPL0501 数字电位器以电阻分压器配置进行外部输出电压调整。TPL0501 是 Texas Instruments 的单通道数字电位器,具有 SPI 接口。它具有 256 位置分辨率和 100KΩ 的端到端电阻。如前所述,Step Down 9 Click 使用 TPL0501 及其 3 线 SPI 串行接口与主机 MCE 通信,支持高达 25MHz 的时钟频

率。电压质量可以通过观察 mikroBUS™ 插槽的 PG 引脚上的 PGOOD 信号来监测。EN 引脚是电路激活的输入,在高电平逻辑状态下激活。此 Click board™ 还配备了一个 5 针插头,可以使用 MAX20406 的附加功能。转换器可以在强制 PWM 模式下使用双相操作,用于高电流应用。如果在强制 PWM 模式下,SYO 引脚将与控制器时钟相位相差 180 度。如果在跳跃模式下,则 SYO 引脚上将不存在时钟。要设置跳跃模式,将 SYI 引脚连接到 GND;否则,如果将 SYI 连接到 BIAS,则将选择强制 PWM 模式。VEA 是双相操作所需的内部电

压回路误差放大器输出。MAX20406 可以配置为控制器或目标。当 SYO 连接到 BIAS 并且转换器启用时,将有一个程序来检测它是控制器还是目标。在控制器配置中,您可以使用 VEA 引脚连接到目标的 VEA 以确保两相之间的电流平衡共享。更多信息请参阅 MAX20406 的数据表。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易于使用的功能和示例代码的库,可用于进一步开发。

Step Down 9 Click hardware overview 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

NC
NC
AN
Reset
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Converter Enable
PC8
PWM
Power Good Indicator
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

Step Down 9 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
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 9 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • stepdown9_set_en_pin - Step Down 9 设置 EN 引脚状态功能。

  • stepdown9_set_wiper_pos - Step Down 9 设置滑动端位置功能。

  • stepdown9_set_output - Step Down 9 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 9 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Step Down 9 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 1.6 V.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Step Down 9 Click board™ by changing 
 * output voltage every 5 seconds starting from 1.6 V up to 10 V.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepdown9.h"

static stepdown9_t stepdown9;
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. */
    stepdown9_cfg_t stepdown9_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.
    stepdown9_cfg_setup( &stepdown9_cfg );
    STEPDOWN9_MAP_MIKROBUS( stepdown9_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == stepdown9_init( &stepdown9, &stepdown9_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( STEPDOWN9_ERROR == stepdown9_default_cfg ( &stepdown9 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    for ( uint8_t n_cnt = STEPDOWN9_VOUT_1V6; n_cnt <= STEPDOWN9_VOUT_10V; n_cnt++ )
    {
        stepdown9_set_output( &stepdown9, 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 ( STEPDOWN9_VOUT_1V6 ):
        {
            log_printf( &logger, " 1.6V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_2V ):
        {
            log_printf( &logger, " 2V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_2V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 2.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_3V ):
        {
            log_printf( &logger, " 3V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_3V3 ):
        {
            log_printf( &logger, " 3.3V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_3V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 3.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_4V ):
        {
            log_printf( &logger, " 4V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_4V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 4.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_5V ):
        {
            log_printf( &logger, " 5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_5V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 5.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_6V ):
        {
            log_printf( &logger, " 6V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_6V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 6.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_7V ):
        {
            log_printf( &logger, " 7V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_7V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 7.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_8V ):
        {
            log_printf( &logger, " 8V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_8V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 8.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_9V ):
        {
            log_printf( &logger, " 9V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_9V5 ):
        {
            log_printf( &logger, " 9.5V\r\n" );
            break;
        }
        case ( STEPDOWN9_VOUT_10V ):
        {
            log_printf( &logger, " 10V\r\n" );
            break;
        }
        default:
        {
            log_printf( &logger, " ERROR\r\n" );
        }
    }
}

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

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资源

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