中级
30 分钟

使用MCP1541和STM32F031K6确保稳定和一致的电压参考

数字世界中的精确性

DigiVref Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

DigiVref Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

从集成电路到传感器网络,我们的数字基准电压解决方案使用户能够在数字领域实现电压精度,为数字基准生成设立了新的标杆。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DigiVref Click基于Microchip的MCP1541,这是一款精确的电压基准IC,用于提供准确的电压输出。然而,该IC在负载时非常容易产生电压下降,因此即使是2mA的小负载也可能导致输出电压下降。因此,使用一个增益为1的运算放大器作为缓冲器。4.096V(VREF)的电压基准输出被引导到德州仪器的模拟多路复用器/解复用器IC CD74HC4051的公共引脚。该电路具有一个到八个内部开关,位置由数字选择。通过对S0至S2引脚施加逻辑电平可以选择开关位置。CD74HC4051的四个输出被引导到由四个10K电阻组成的分压电路。通过跨越分压电路路由VREF,可以根据选定的开关位置

选择四个输出电压基准值之一。输出电压(VOUT)可以设置为以下值之一:1.024V,2.048V,3.072V和4.096V。CD74HC4051由德州仪器的8位移位寄存器IC SN74HC595控制,具有三态输出寄存器。SN74HC595允许数据移入,然后锁存到输出。只要没有新的数据移入并锁存到并行输出寄存器(或者只要#OE引脚保持低电平,但在此Click板™上硬连线到GND),输出引脚的状态将不会改变。这使得Click板™完全独立于SPI接口,即使在某些时候断开连接。一旦设置,选定的参考电压将可在VOUT连接器(标准1x2针头,间距为2.54mm)上使用,只要Click板™通电。由

于只有4个有效位置,因此在CD74HC4051上有两个控制引脚。控制引脚S2接地,因此CD74HC4051通过两个引脚控制:S0和S1。这些引脚被引导到SN74HC595 IC的Q1和Q2输出。SN74HC595 IC通过SPI接口控制,其引脚引导到相应的mikroBUS™引脚(CS,MOSI,SCK)。请注意,设置Q1和Q2以外引脚的SPI数据值对该Click板™没有任何影响。除了VOUT连接器,VOUT电压也引导到mikroBUS™的AN引脚,使其可以被主机MCU使用。因此,应注意Click板™不适合用于3.3V MCU,特别是如果它们没有5V容忍引脚。要将Click板™与3.3V MCU一起使用,必须使用适当的电平转换电路。

DigiVref Click top side image
DigiVref Click bottom side 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

Analog Output
PA0
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PB3
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
NC
NC
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

DigiVref 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

此库包含DigiVref Click驱动的API。

关键功能:

  • digivref_set_output_voltage - 该功能设置参考输出电压。

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 DigiVref Click example
 * 
 * # Description
 * This app changes the reference output voltage. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization device.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes the reference output voltage every 3 seconds.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "digivref.h"

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

static digivref_t digivref;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    digivref_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.

    digivref_cfg_setup( &cfg );
    DIGIVREF_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    digivref_init( &digivref, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_4096mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage(  &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_3072mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_2048mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_1024mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_2048mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_3072mV );
    Delay_ms( 3000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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