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使用 MAX890L 和 STM32F031K6 创建可靠且创新的限流解决方案

重新定义安全和效率:限流的未来

Current Limit Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Current Limit Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

我们的电流限制解决方案旨在变革控制机制,确保有效管理电流,以优化性能、保护设备并增强安全性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Current Limit Click基于Analog Devices的MAX890L,这是一款高边低阻抗P沟道开关,具有可调、精确的电流限制系统和热关断功能。MAX890L将输出电流限制在设定的水平。当输出电流超出设定的电流限制(1.2A)时,电流通过内部复制放大器和施加到SET引脚的电阻增加。电流限制误差放大器将SET引脚电阻上的电压与内部+1.24V参考电压进行比较,并将电流调节回设定的较小电流限制(1.2A)。该开关不是双向的,这意味着输入电压必须高于输出电压。电流限制开关几乎在系统控制中无处不在,

提供了一种安全的手段来调节传递到负载电路的电流。它将负载电流增加到设定的限制但不会更高。通常,电流限制是外部电阻上的电压函数,该电压作为内部电流限制放大器的参考。用数字电位器替换电阻可以像在此Click板™上执行的那样编程电流限制。为此,使用了通过3线SPI串行接口与MCU通信的Analog Devices的数字电位器MAX5401,以设置MAX890L的SET引脚上的电阻,从而调整开关的电流限制。MAX890L提供一个开漏故障输出,并配有一个标记为FAULT的红色LED,指示电流达到限制或

温度超过+135°C时的情况。除了故障指示引脚外,MAX890L还具有一个有源低电平的Switch-On引脚,标记为mikroBUS™插座上的ON引脚,用于启用和打开开关。此Click板™设计用于操作3.3V和5V逻辑电压水平,可以通过VCC SEL跳线选择。此外,还可以选择使用范围为2.7至5.5V的外部输入端子电压作为逻辑电压源。这样,通过使用来自mikroBUS™或外部电源的逻辑电压水平,允许3.3V和5V的MCU正确使用SPI通信线。

Current Limit 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

Switch Enable
PA0
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PB3
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
PB5
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
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Current Limit 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 Current Limit Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • currentlimit_dev_enable - 设备启用功能

  • currentlimit_set_limit - 设置预定义电流限制值的功能

  • currentlimit_set_limit_calc - 设置计算电流限制值的功能

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 CurrentLimit Click example
 *
 * # Description
 * This example shows capabilities of Current Limit Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initalizes SPI driver and enables the device.
 *
 * ## Application Task
 * Reading users input from USART terminal and using it as an index for
 * an array of pre-calculated values that define current limit level.
 *
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "currentlimit.h"

static currentlimit_t currentlimit;
static log_t logger;

const uint8_t lim_val[ 8 ] = { 223, 241, 247, 250, 252, 253, 254, 255 };
uint16_t lim_data[8] = { 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 867 };

void display_settings ( void ) {
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - \r\n" );
    log_printf( &logger, " To select current limit \r\n" );
    log_printf( &logger, " Send one of the numbers \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - \r\n" );
    log_printf( &logger, " 1 - Limited to 100 mA \r\n" );
    log_printf( &logger, " 2 - Limited to 200 mA \r\n" );
    log_printf( &logger, " 3 - Limited to 300 mA \r\n" );
    log_printf( &logger, " 4 - Limited to 400 mA \r\n" );
    log_printf( &logger, " 5 - Limited to 500 mA \r\n" );
    log_printf( &logger, " 6 - Limited to 600 mA \r\n" );
    log_printf( &logger, " 7 - Limited to 700 mA \r\n" );
    log_printf( &logger, " 8 - Limited to 867 mA \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - \r\n" );
}

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    currentlimit_cfg_t currentlimit_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.

    currentlimit_cfg_setup( &currentlimit_cfg );
    CURRENTLIMIT_MAP_MIKROBUS( currentlimit_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = currentlimit_init( &currentlimit, &currentlimit_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    currentlimit_dev_enable( &currentlimit, CURRENTLIMIT_ENABLE );
    log_printf( &logger, "    Click  Enabled!    \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    display_settings( );
}

void application_task ( void ) {
    char inx;
    if ( log_read( &logger, &inx, 1 ) != CURRENTLIMIT_ERROR ) {
        if ( inx >= '1' && inx <= '8' ) {
            currentlimit_set_limit( &currentlimit, lim_val[ inx - 49 ] );
            log_printf( &logger, " Selected mode %d, \r\n Current limit is %d mA \r\n", ( uint16_t ) inx - 48, lim_data[ inx - 49 ] );
            log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - \r\n" );
        } else { 
            log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - \r\n" );
            log_printf( &logger, " Data not in range! \r\n" );
            log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - \r\n" );
            display_settings( );
        }
    }
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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