享受将输入电压高效转换为所需的负电平的过程,同时受益于动态降压-升压能力,确保稳定性和准确性,从而实现在各种应用中的可靠操作。
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硬件概览
它是如何工作的?
MCP16331 INV Click基于Microchip的MCP16331,这是一款降压(buck)开关稳压器。然而,借助几个外部元件,MCP16331 INV Click可以调节比输入电压更低和更高的电压水平,充当倒置升压-降压电压稳压器。MCP16331 INV click设计为相对于GND输出负电压。在模拟电子领域中,负电压通常用于为需要正负电压的设备供电。一个很好的例子是操作放大器(运放),它放大交流信号。信号在相对于GND的正负方向上都存在。使用单一电压源处理这种信号很困难,需要使用电容器、充电泵和虚拟GND等解决方案。使用对称电源减少了所需的元件并简化了设计。必须添加几个额外的元件,如ADM8828电压逆变器IC和LM318,双运算放大器,以提供负电压。ADM8828电压逆变器IC提供了用于LM318双运放的对称电源的负分量。LM318 IC中的一个集成运放被用于反转来自DAC的输出。LM318 IC中的另一个运放被用于反转
位于MCP16331输出轨上的电压分压器的输出,以便可以被MCU使用,MCU使用单一电压电源。为了设置MCP16331 INV click的输出电压,使用MCP4921 - 一款低功耗12位双电压输出DAC - 在反馈回路中。如前所述,必须反转此信号,因为MCP4921是由单电压电源供电的,不能将信号降至GND以下。由于MCP16331工作在负电压领域,因此应用于该IC的FB引脚的反馈电压也需要相对于GND为负电压。LM318的一个集成运放,配置为单位增益反转器,用于反转DAC输出电压。由于DAC驱动MCP16331 IC的FB引脚,因此设置DAC到特定值就足以控制click board™的输出电压。与MCP4921 DAC的通信通过SPI接口进行。MCP4921的SPI总线引脚被路由到mikroBUS™,便于与主MCU进行简单安全的连接。mikroBUS™的AN引脚被路由到输出的电压分压器的中间点。该电压分压器用于降低输出电压,使主MCU的ADC能够成功转换它。分压器上的
电压也必须反转,因为它来自负电压领域。LM318 IC的第二个运放,也作为单位增益反转器,用于实现此目的。如果需要,此值可用于监视和校正输出电压。MCP16331开关稳压器的EN引脚被路由到mikroBUS™的RST引脚。通过将此引脚拉到高电平,启用稳压器的内部部分。EN引脚内部拉到高电平,因此即使此引脚悬空,设备也会被启用。因此,必须使用正确的启动顺序以避免不良影响(参见下面的注意事项)。虽然它被设计为负电源,但MCP16331INV click也可以用于驱动常规负载,将其正输入端连接到click board™的GND,并使用MCP16331INV click的负输出作为GND。MCP16331 INV Click配有两个螺钉端子,用于连接输入和输出电压轨。这个click board™仅使用mikroBUS™的+5V电源。提供的库演示了MCP16331 INV click的功能,并提供了一种简单易行的设置方法。
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。

微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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
这个库包含了MCP16331 INV Click驱动程序的API。
关键函数:
mcp16331inv_enable_vin
- 此函数启用或禁用内部VIN拉起mcp16331inv_set_dac_vout
- 此函数确定DAC输出电压值mcp16331inv_generic_transfer
- 用于发送和接收数据包的通用SPI传输
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 Mcp16331Inv Click example
*
* # Description
* This application enables usage of this click as a buck-boost voltage regulator.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes click driver and enables VIN Pull Up.
*
* ## Application Task
* Sets DAC output voltage on 3500mV, when gain is set up on 1x VREF,
* on 4s delay time, and then sets DAC output voltage on 5000mV, when gain is now set up on 2x VREF,
* on also 4s delay time. VIN Pull Up voltage must be greater than 4V.
*
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mcp16331inv.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static mcp16331inv_t mcp16331inv;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
mcp16331inv_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.
mcp16331inv_cfg_setup( &cfg );
MCP16331INV_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
Delay_ms( 100 );
mcp16331inv_init( &mcp16331inv, &cfg );
Delay_ms( 100 );
mcp16331inv_enable_vin( &mcp16331inv, MCP16331INV_ENABLE_VIN_PULL_UP );
}
void application_task ( void )
{
// Task implementation.
mcp16331inv_set_dac_vout( &mcp16331inv, MCP16331INV_3500_MV_1X_GAIN, MCP16331INV_GAIN_1X_VREF, MCP16331INV_ACTIVE_MODE );
Delay_ms( 4000 );
mcp16331inv_set_dac_vout( &mcp16331inv, MCP16331INV_5000_MV_2X_GAIN, MCP16331INV_GAIN_2X_VREF, MCP16331INV_ACTIVE_MODE );
Delay_ms( 4000 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END