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30 分钟

使用BTS7080-2EP和STM32F031K6实现平稳的电源控制

即使在挑战性条件下也能通过智能高边开关提升系统性能

PROFET 2 Click - 3A with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

PROFET 2 Click - 3A

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

通过我们的智能高侧开关踏上轻松电源管理的旅程,该开关设计用于处理3A负载和高浪涌电流,同时还具有创新的ReverSave™技术,以提高安全性和精确控制。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

PROFET 2 Click - 3A基于BTS7080-2EP,这是一款来自Infineon Technologies的双通道智能高侧功率开关,具有嵌入式保护和诊断功能。BTS7080-2EP具备适合3A负载的驱动能力,并配备“ReverseON”功能,使功率晶体管在反向极性时切换。这款器件还具有卓越的能效,减少了电流消耗,提供了先进的电流感应精度和更快的开关/转换速率,而不会影响电磁兼容性(EMC),使其适用于电阻性、电感性和电容性负载,可替代机电继电器、保险丝和分立电路等。此Click板™使用五个数字引脚进行直接控制。输入引脚IN0和IN1分别路由到mikroBUS™插座的PWM和INT引脚,激活相应的

输出通道,标记为VOUT0和VOUT1。此外,诊断使能(DEN)引脚路由到mikroBUS™插座的CS引脚,控制诊断和保护电路。与IN引脚结合,DEN引脚可以选择适当的工作状态:睡眠模式、待机模式和活动模式。BTS7080-2EP具有过温、过载、反向电源供应(GND和VIN反向供应)和过压保护。当设备不处于睡眠模式时,过温和过载保护起作用,而过压保护在所有操作模式下均起作用。为了诊断目的,BTS7080-2EP在mikroBUS™插座的AN引脚上结合了数字和模拟信号。此外,诊断选择(DSEL)引脚路由到mikroBUS™插座的RST引脚,选择要进行诊断的通道。PROFET 2 Click支持

BTS7080-2EP的外部电源供应,可以连接到标记为VIN的输入端子,电压范围应在4.1V到28V之间。VIN具有欠压检测电路,如果应用电压低于欠压阈值,则防止功率输出阶段和诊断激活。电源指示,标记为VIN的红色LED,指示外部电源的存在。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下工作。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,该Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

PROFET 2 Click - 3A 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

Diagnosis Signal
PA0
AN
Diagnosis Selection
PA11
RST
Diagnosis Enable
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Output Channel 1 Activation
PA8
PWM
Output Channel 0 Activation
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

PROFET 2 Click - 3A 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
Board mapper by product8 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

软件支持

库描述

该库包含 PROFET 2 Click - 3A 驱动程序的 API。

关键功能:

  • profet2_set_mode - 为特定通道设置设备模式

  • profet2_read_an_pin_voltage - 读取AN引脚电压水平功能

  • profet2_set_den - 设置诊断使能引脚状态

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 PROFET 2 3A Click Example.
 *
 * # Description
 * This example showcases the ability of the PROFET 2 3A Click board.
 * It configures Host MCU for communication and then enables 
 * and disables output channel. Besides that, it reads the voltage 
 * of IS pin and calculates current on output for the channel 0.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of the communication modules(ADC and UART) 
 * and additional pins for controlling the device.
 *
 * ## Application Task
 * On every iteration of the task device switches between 
 * DIAGNOSTIC and OFF mode while it reads the voltage of IS pin 
 * and with that calculates current on output for channel 0.
 * 
 * @note
 * Formula for calculating current on load: 
 * I_load = voltage(IS) x kILIS(1800) / rsens(1.2 kΩ)
 *
 * Click board won't work properly on the PIC18F97J94 MCU card.
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "profet23a.h"

static profet23a_t profet23a;   /**< PROFET 2 3A Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    profet23a_cfg_t profet23a_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.
    profet23a_cfg_setup( &profet23a_cfg );
    PROFET23A_MAP_MIKROBUS( profet23a_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ADC_ERROR == profet23a_init( &profet23a, &profet23a_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    profet23a_default_cfg ( &profet23a );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t mode = PROFET23A_DIAGNOSTIC_ON;
    float profet23a_an_voltage = 0;
    
    err_t error_val = profet23a_set_mode( &profet23a, PROFET23A_CHANNEL_0, mode );
    
    if ( error_val )
    {
        log_error( &logger, "Channe/Mode" );
    }
    
    if ( PROFET23A_DIAGNOSTIC_ON == profet23a.mode )
    {
        mode = PROFET23A_MODE_OFF;
        log_printf( &logger, " > Output ON Channel %u in diagnostic mode\r\n", ( uint16_t )profet23a.channel );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    else
    {
        mode = PROFET23A_DIAGNOSTIC_ON;
        log_printf( &logger, " > Output OFF\r\n" );
    }

    if ( profet23a_read_an_pin_voltage ( &profet23a, &profet23a_an_voltage ) != ADC_ERROR )
    {
        log_printf( &logger, " > IS Voltage \t~ %.3f[V]\r\n", profet23a_an_voltage );
        
        float current = profet23a_an_voltage * profet23a.kilis / profet23a.rsens;
        log_printf( &logger, " > OUT Current \t~ %.3f[A]\r\n", current );
    }
    
    log_printf( &logger, "*******************************************\r\n" );
    
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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