初学者
10 分钟

使用TPD2015FN和STM32F031K6在工业及其他高需求环境中控制电感和电阻负载

用于电机、电磁阀和灯驱动的高侧开关(8通道)

IPD Click - 2015 with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

IPD Click - 2015

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

增强工业自动化和需要控制电阻性和感性负载的应用,每个通道的电流容量高达0.5A,负载高达50mH。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

IPD Click - 2015 基于东芝半导体的TPD2015FN,这是一款具有MOSFET输出的8通道高侧开关,设计用于直接由CMOS和TTL逻辑电路驱动。它非常适合驱动电感性和电阻性负载,如工业可编程逻辑控制器、工业使用的电机、继电器、工厂自动化设备中的灯等。TPD2015FN的一个关键优势是内置的过电流和过温保护,通过防止过热和过电流来提高系统稳定性。TPD2015FN能够处理来自电感负载的反电动势,而不会超过组件的电压耐受性,优化用于高达50mH负载,每通道电流容量为0.5A,支持8-24V的外部

电源供应。各通道可以并联运行以增加输出的电流能力。如前所述,该Click板集成了全面的保护机制,包括当温度超过175°C时停用所有输出(OUT1-OUT8)的过温保护和在负载短路期间限制电压和电流的过电流保护,确保设备及其连接的外围设备的安全。设计用于与CMOS和TTL系统的直接集成,IPD Click具有每个输出通道的输入控制端子,允许独立的通道控制。IN1到IN4输入通过mikroBUS™插座直接接口,额外的IN5到IN8输入通过未填充的头部访问。TPD2015FN的每个输入控制引脚都配有内置

的300kΩ下拉电阻,以在开路状态下保持低逻辑状态。该Click板默认未填充东芝半导体的CRS20140A感性负载解耦二极管,允许用户在较高感性负载情况下添加。此外,它配备了用于所使用负载开关及其电源管理的二极管配置跳线。这些跳线已预配置,无需任何调整即可立即使用。该Click板可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电压水平下运行。这样,无论是3.3V还是5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,该Click板还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

IPD Click - 2015 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

Load 1 Control
PA0
AN
Load 2 Control
PA11
RST
ID COMM
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Load 3 Control
PA8
PWM
Load 4 Control
PA12
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!”

原理图

IPD Click - 2015 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 IPD Click - 2015 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ipd2015_all_pins_set - IPD 2015 引脚设置功能

  • ipd2015_set_out_level - IPD 2015 设置输出电平功能

  • ipd2015_get_out_state - IPD 2015 获取输出电平功能

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief IPD 2015 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of IPD 2015 click board by toggling the output state.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Switches on all output pins state for 2 seconds, then switches them off, and turns them on one by one.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ipd2015.h"

static ipd2015_t ipd2015;   /**< IPD 2015 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    ipd2015_cfg_t ipd2015_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.
    ipd2015_cfg_setup( &ipd2015_cfg );
    IPD2015_MAP_MIKROBUS( ipd2015_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == ipd2015_init( &ipd2015, &ipd2015_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf( &logger, " Turning OUT 1 to OUT 4 HIGH \r\n" );
    ipd2015_all_pins_set( &ipd2015 );
    Delay_ms( 2000 );

    log_printf( &logger, " Turning OUT 1 to OUT 4 LOW \r\n" );
    ipd2015_all_pins_clear( &ipd2015 );
    Delay_ms( 2000 );

    log_printf( &logger, " Turning OUT 1 to OUT 4 one by one \r\n" );
    uint8_t out_sel = IPD2015_OUT1_PIN_MASK;
    do
    {
        ipd2015_set_out_level( &ipd2015, out_sel, IPD2015_PIN_STATE_HIGH );
        Delay_ms( 2000 );
        ipd2015_set_out_level( &ipd2015, out_sel, IPD2015_PIN_STATE_LOW );
        out_sel <<=  1;
    }
    while ( out_sel <= IPD2015_OUT4_PIN_MASK );
    
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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