初学者
10 分钟

使用Si8711CC和STM32F031K6掌控电机速度控制

PWM精度与电机控制相结合

PWM driver Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

PWM driver Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

解锁速度控制的可能性,使用我们的PWM控制直流电机解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

PWM Driver Click基于Skyworks的Si8711CC,这是一种5kV LED模拟器输入、开集电器输出的隔离器。与光耦相比,Si8711CC对温度、老化和正向电流影响更具抵抗力。它具有更长的使用寿命、更高的共模瞬态抗扰度等优点。Si8711CC采用专有的CMOS隔离技术进行低功率、高速操作,并且对于在光耦中会降低性能的老化效应具有抵抗力。Si8711CC具有高达5000VRMS的隔离和10kV的浪涌保护,使其成为完美的隔离器。对于控制设备,它能够以DC 15Mbps的数据速率进行控制,传播延迟为30ns。

Incorporated的 DMP3010LK3,一种P通道增强型MOSFET来控制负载。这种快速开关二极管具有ESD保护门、低输入电容和低导通电阻,旨在保持出色的开关性能,非常适合高效率的电源管理应用。PWM驱动器Click配备了标有LOAD(+END、-END)的螺钉端子,用于连接负载,Si7811CC通过DMP3010LK3二极管控制负载,并且EXT用于外部电源。不建议将此Click板与超过50W的负载一起使用,因为MOSFET可能会过热;然而,如果将Click板用作开关,则不适用此限制。PWM Driver Click由主机MCU通

过 mikroBUS™ 插座的PWM引脚上的PWM脉冲 进行控制。PWM引脚不能直接控制Si8711CC,而是通过Diodes Incorporated的DMG3420U,一种N通道增强型MOSFET进行控制。这种二极管与上述二极管具有许多相同的特点,如低导通电阻、低输入电容、快速开关速度等。这个Click板只能使用5V逻辑电压级别进行操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。但是,该Click板配备了包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

PWM driver Click 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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Control
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 driver 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

这个库包含了PWM Driver Click驱动程序的API。

关键功能:

  • pwmdriver_set_duty_cycle - 设置PWM占空比的通用函数。

  • pwmdriver_pwm_stop - 停止PWM模块。

  • pwmdriver_pwm_start - 启动PWM模块。

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 PwmDriver Click example
 * 
 * # Description
 * This application is controls the speed DC motors.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - GPIO, PWM initialization set PWM duty cycle and PWM frequency,
 * start PWM, enable the engine, and start to write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example that demonstrates the use of the PWM driver Click board.
 * This example shows the automatic control of PWM,
 * the first increases duty cycle and then the duty cycle is falling.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * 
 * *note:* 
 * EXT PWR 3-30VDC
 * 
 * @author Nikola Peric
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pwmdriver.h"

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

static pwmdriver_t pwmdriver;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    pwmdriver_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.

    pwmdriver_cfg_setup( &cfg );
    PWMDRIVER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    pwmdriver_init( &pwmdriver, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "   Initialization PWM  \r\n  " );
    pwmdriver_set_duty_cycle( &pwmdriver, 0.0 );
    pwmdriver_pwm_start( &pwmdriver );
    Delay_ms( 1000 );
    log_info( &logger, "---- Application Task ----" );
}

void application_task ( void )
{
    static int8_t duty_cnt = 1;
    static int8_t duty_inc = 1;
    float duty = duty_cnt / 10.0;

    pwmdriver_set_duty_cycle ( &pwmdriver, duty );
    log_printf( &logger, "Duty: %d%%\r\n", ( uint16_t )( duty_cnt * 10 ) );
    Delay_ms( 500 );
    
    if ( 10 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = -1;
    }
    else if ( 0 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = 1;
    }
    duty_cnt += duty_inc;
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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