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使用MCP1665和STM32F103RB提升您的性能

达到新高度!

Step Up Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Step Up Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

将您的电源管理提升到新的水平,在您的解决方案中添加一个非同步升压 DC-DC 转换器。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Step Up Click 基于 MCP1665,这是一款 500kHz、紧凑型、高效率、固定频率、非同步升压 DC/DC 转换器,集成了来自 Microchip 的 36V、100 mΩ NMOS 开关。 该 IC 主要用于从 NiCd、NiMH 和 Li-Po/Li-Ion 电池升压电压,因此具有很高的效率因子,可以延长电池寿命。 MCP1665 使用 500kHz 的固定开关频率,并具有过压保护以确保安全操作。 由于欠压锁定功能,升压过程可以从低至 2.7V 的输入电压开始。 MCP1665 具有 UVLO 功能,可防止在低于 2.7V 时发生故障操作,这对应于三个放电的 Ni-Cd 原电池的值。 该设备在 2.85V(典型值)输入时开始正常运行。 为了达到最佳效率,设备输入端至少应供电 2.85V。 输出电流取决于输入和

所需的输出电压;例如,当输入电压为 4V 时,Step Up Click 将提供约 1A 的电流,输出电压为 12V。 与大多数升压稳压器一样,输入电压应始终低于输出电压,以保持正确的调节。 MCP1665 升压稳压器主动抑制通常在升压转换器开关节点处发现的振荡。 这消除了高频辐射噪声,确保了低噪声操作。 除了 MCP1665 之外,Step Up 2 Click 还包含标记为 MCP4921 的 D/A 转换器 (DAC),这是一款 Microchip 的具有 SPI 接口的 12 位 DAC,用于反馈回路。 DAC 连接到升压转换器的反馈回路;因此,DAC 信号(通常范围为 0 至 +VREF)会影响反馈中点的电压。 这样,输出电压可以设置为所需值,最高可达 30V。 上述 DAC 使用 SPI 通信,因此 SDI、

SDO、SCK 和 mikroBUS™ 的 CS 引脚用于与主 MCU 通信。 该设备还具有模式引脚,标记为 MOD,构造成开漏输出,由板载 10K 电阻上拉。 这使得与 MCU 的接口变得简单,并提供了一种简单的解决方案来控制开关模式。 当 MOD 引脚设置为高电平时,设备以 PFM 模式开关以应对轻载。 MOD 引脚连接到 mikroBUS™ 的 RST 引脚。 除了模式引脚,启用设备的 EN 引脚连接到 mikroBUS™ 的 CS 引脚。 当拉低此引脚时,此引脚将启动输出负载选项的真正断开连接,从而产生适合电池供电设备的低静态电流。 此引脚也由板载电阻上拉。

Step Up 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
Mode Selection
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
Chip Enable
PC8
PWM
NC
NC
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 Up 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 这个库包含了Step Up Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • stepup_get_percent - 此功能计算输出值的百分比。

  • stepup_en_set - 此功能设置 EN 引脚状态。

  • stepup_set_out - 此功能设置输出值。

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 StepUp Click example
 * 
 * # Description
 * This application enables usage of DC-DC step-up (boost) regulator.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes SPI driver, sets config word, initializes and configures the device
 * 
 * ## Application Task  
 * Sets 3 different boost precentage value to device, value changes every 10 seconds.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepup.h"

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

static stepup_t stepup;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    stepup_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.

    stepup_cfg_setup( &cfg );
    STEPUP_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    stepup_init( &stepup, &cfg );
    
    stepup_default_cfg( &stepup );

    Delay_ms( 100 );
    log_info( &logger, "Application Task" );
}

void application_task ( void )
{
    log_info( &logger, "Setting DAC boost to 10%%" );
    stepup_set_percentage( &stepup, 10 );
    Delay_ms( 10000 );

    log_info( &logger, "Setting DAC boost to 60%%" );
    stepup_set_percentage( &stepup, 60 );
    Delay_ms( 10000 );
    
    log_info( &logger, "Setting DAC boost to 30%%" );
    stepup_set_percentage( &stepup, 30 );
    Delay_ms( 10000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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