初学者
10 分钟

使用TPS62903和STM32F031K6从更高的输入电压源提供稳定的降压电压

符合AEC-Q100标准的同步降压(buck)DC/DC转换器

Buck 15 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Buck 15 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

降低并稳定各种系统的电压,确保这些系统在需要可靠的电源管理时能够平稳、安全地运行,例如高级驾驶辅助系统、车身电子设备、照明和信息娱乐系统。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Buck 15 Click 基于 Texas Instruments 的同步降压 DC/DC 转换器 TPS62903,以其高效、紧凑和适应性强而闻名。该转换器以其快速瞬态响应而脱颖而出,并在整个工作温度范围内支持±1.5%的高输出电压精度。它采用 DCS-control 拓扑结构以增强负载瞬态性能,其宽输入电压范围适用于各种电源,包括 12V 供电轨、单节或多节锂离子电池以及 5V 或 3.3V 电源轨。值得注意的是,TPS62903 设计为在轻负载条件下自动进入节能模式,确保高效率和 4µA 的低静态电流,以优化即使在最小负载下的性能。与 Buck 15 Click 的通信通过链接到 AD5242 的标准两线接口进行,允许主 MCU 调整输出电压。

设备的 I2C 地址可以通过 ADDR SEL 跳线配置,默认设置为 0。该 Click board™ 还具有一个电源良好 (PG) 引脚,当输出电压超出预定窗口阈值时,该引脚会指示,并且还有一个 EN 引脚,作为精确的稳压器使能输入。除了这些引脚,TPS62903 还具有 MODE/Smart-CONF 引脚,允许全面自定义操作参数,如内部和外部分压器、开关频率、输出电压放电以及自动节能和强制 PWM 模式之间的操作模式。11k R11 电阻设置实现 1MHz 开关频率、启用输出放电和自动 PFM/PWM 模式。输出电压可调范围为 0.4V 至 5V,支持高达 3A 的电流,通过板载数字电位器 AD5242 实现。Buck 15 Click 还提供多功能电

源选择选项,允许用户在内部和外部电源之间进行选择,以最佳满足其应用需求。这种灵活性通过 VIN SEL 跳线实现,用户可以选择 VCC 位置通过 mikroBUS™ 电源轨内部供电,或选择 VEXT 位置连接外部电源。外部电源可以从 3V 到 17V 提供,提供了各种项目需求的广泛电压范围。此 Click board™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下运行,选定通过 VCC SEL 跳线。这种方式下,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库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

Buck 15 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
ID COMM
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Module Power-Up
PA8
PWM
Power-Good Indicator
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB6
SCL
I2C Data
PB7
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Buck 15 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Stepper 22 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU Access MB 1 - 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
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select 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 Buck 15 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • buck15_set_vout - 此函数通过使用 I2C 串行接口设置电压输出。

  • buck15_set_vset - 此函数通过使用 I2C 串行接口设置输出电压的电位器位置。

  • buck15_enable_device - 此函数通过将 EN 引脚设置为高逻辑状态来启用设备。

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 Buck 15 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Buck 15 Click board by changing the output voltage.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the device default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application changes the output voltage and displays the currently set voltage output value.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buck15.h"

static buck15_t buck15;
static log_t logger;

// Output voltage data table
static float vout_table[ 22 ] = { BUCK15_VOUT_TABLE };

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    buck15_cfg_t buck15_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.
    buck15_cfg_setup( &buck15_cfg );
    BUCK15_MAP_MIKROBUS( buck15_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == buck15_init( &buck15, &buck15_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BUCK15_ERROR == buck15_default_cfg ( &buck15 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "____________\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    for ( buck15_vout_t vout = BUCK15_VOUT_0V6; vout <= BUCK15_VOUT_5V; vout++ )
    {
        if ( BUCK15_OK == buck15_set_vout( &buck15, vout ) )
        {
            log_printf( &logger, " Vout : %.1f [V]\r\n", vout_table[ vout ] );
            log_printf( &logger, "____________\r\n" );
            Delay_ms( 5000 );
        }
    }
}

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

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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