中级
30 分钟

使用LTC8500和STM32F031K6释放PWM的全部潜力

48通道,1个SPI连接 - 释放你的创造力!

PWM 2 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

PWM 2 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

通过一个接口控制 48 个通道,您可以完全掌控 PWM,实现精确高效地管理您的设备和应用程序。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

PWM 2 Click 基于 Analog Devices 的 LT8500,这是一款具有 12 位分辨率和 50MHz 串行接口的 48 通道 LED PWM 发生器。该 IC 具有 48 个独立的 12 位 PWM 通道,每个通道具有高达原始占空比 50% 的 6 位校正。LT8500 IC 通过 PWMCK 引脚的时钟信号进行时钟同步。时钟信号的频率最高可达 25MHz,生成最高 6.1kHz 的 PWM 输出频率,足以满足大多数需求。LT8500 串行接口的理论最高速度可达 50MHz,但实际速度将取决于许多因素。mikroBUS™ 的 PWM 引脚上的时钟信号触发内部计数器寄存器(PWMCK)。该寄存器与与每个通道相关的 PWMRSYNC 寄存器的内容进行比较。每当计数器值小于特定通道 PWMRSYNC 寄存器中的值时,该通道的 PWM 输出就会变为高逻辑电平。因此,输出 PWM 信号的频率由 PWMCK 引脚上的时钟信号频率决定。这代表了 LT8500 IC 的基本工作原理。PWMCK 引脚连接到 mikroBUS™ 的 PWM 引脚。该设备使用行业标准的 SPI 接口进行通信。LDI

引脚充当正常的片选(Chip Select),用于锁存 SPI 数据,但如果保持高逻辑电平超过 50µs,则具有附加功能。在这种情况下,IC 将被重置,所有输出将被清空。因此,应注意不要将该引脚保持在高逻辑电平超过 5µs。LDI 引脚连接到 mikroBUS™ 的 CS 引脚,并标记为 LDI。除了常规的 SPI 接口线路外,LT8500 PWM 发生器 IC 还提供串行接口时钟输出信号(SCKO),允许额外的设备连接到并行的 5 线拓扑结构(LDI、SCKI、SDI、SDO 和 SCKO)。这允许大规模级联,而无需偏斜平衡或缓冲信号。标准的 2.54 间距引脚上提供了这些额外的引脚。这些引脚的详细信息可在 LT8500 数据表中找到。该设备通过 SPI 接口发送命令帧进行控制。有八种不同的命令用于控制以下参数:PWM 输出更新(同步或异步到 PWM 周期)、点校正因子、自检初始化、组之间的相移(16 个通道的组)、启用/禁用 PWM 输出驱动器以及启用/禁用点校正。一个帧由每个 48 个 PWM 通道的 12 位数据字段组成,

后跟一个包含八个命令代码之一的 8 位命令字段。状态帧通过 SDO 引脚时钟,向主 MCU 提供帧信息:LED 故障状态、相移状态、校正状态、同步状态等。这些信息可用于主 MCU 应用程序的故障排除或其他目的。正如前面提到的,LT8500 IC 的附加功能通过板载引脚提供,以及 48 个 PWM 通道输出。这些输出并非用于驱动高电流设备,因此 PWM 2 click 最好用作附加电路的驱动器,无论是简单的 MOSFET LED 驱动器还是更复杂的 IC,如 LT3595A LED 驱动器,它有一个专用输入引脚,允许检测到即使在外部连接的 LT3595 IC 上的开路 LED 条件。板载引脚还提供来自 mikroBUS™ 的固定 5V 输出,用于辅助目的。此 Click board™ 可通过 PWR SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压电平运行。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了一个库,包含易于使用的函数和示例代码,可用作进一步开发的参考。

PWM 2 Click top side image
PWM 2 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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Latch Data Input
PA4
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Clock Input
PA8
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

PWM 2 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 PWM 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • pwm2_set_channel - 设置通道功能。

  • pwm2_pwm_start - 启动 PWM 模块。

  • send_output_enable_frame - 启用输出帧。

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 Pwm2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application send the PWM signal in one or more outputs.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configures the click board and sets all PWM channels on the click board to
 * 50% duty cycle with the phase shift enabled.
 * 
 * ## Application Task  
 * The first 10 PWM channels of PWM2 Click board are switched back and forth 
 * from 25% duty cycle to 75% duty cycle every 10 seconds.
 *
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "pwm2.h"

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

static pwm2_t pwm2;
 
void application_init ( void )
{
    pwm2_cfg_t cfg;

    //  Click initialization.

    pwm2_cfg_setup( &cfg );
    PWM2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    pwm2_init( &pwm2, &cfg );
    
    pwm2_set_duty_cycle( &pwm2, 0.5 );
    pwm2_pwm_start( &pwm2 );

    pwm2_default_cfg( &pwm2 );
    pwm2_toggle_phase_shift( &pwm2 );

    //setting all 48 PWM channels of the PWM2 click to 50% duty
    for( uint8_t cnt = 1; cnt < 49; cnt++ ) 
    {
        pwm2_set_channel( &pwm2, cnt, PWM2_50_PERCENT_DUTY, PWM2_NO_CORRECTION );
    }
}

void application_task ( void )
{
    for ( uint8_t cnt = 1; cnt < 10; cnt++ )
    { 
        pwm2_set_channel( &pwm2, cnt, PWM2_25_PERCENT_DUTY, PWM2_NO_CORRECTION );
    }
    Delay_ms( 10000 );
    
    for ( uint8_t cnt = 1; cnt < 10; cnt++ )
    { 
        pwm2_set_channel( &pwm2, cnt, PWM2_75_PERCENT_DUTY, PWM2_NO_CORRECTION );
    }
    Delay_ms( 10000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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