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体验BMR4613001/001和STM32G474RE的电压降压优雅

同步降压猛兽!

Buck 14 Click with Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Buck 14 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

通过其出色的降压效率,我们的降压转换器还通过节约能源资源,为更加绿色和可持续的未来做出了贡献。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Buck 14 Click 基于 BMR4613001/001,这是一款来自 Flex 的 PoL 稳压器,集成了广泛的可读和可配置电源管理功能,使用最少的外部组件即可轻松实现。此外,它还包括保护功能,持续保护负载免受意外系统故障的损坏。当出现故障时,还会在 mikroBUS™ 插座的 ALR 引脚上显示警报。该产品以默认配置交付,适用于各种输入电压、输出电压和负载操作。配置存储在内部非易失性存储器 (NVM) 中。所有电源管理功能都可以通过 PMBus 接口重新配置。通过 PMBus 接口可以监控各种参数。故障条件可以通过 ALERT 引脚监控,当发生任何预配置的故障或警

告条件时,ALERT 引脚将被触发。Buck 14 Click 支持从施加到 BMR4613001/001 的 VTRK 引脚的主电压跟踪输出。要选择跟踪模式,必须在 VSET 和 PREF 引脚之间连接一个 ≤ 4.22 kΩ 的电阻(RS 电阻)。跟踪比率由内部反馈分压器 RDIV 和外部电阻分压器(R3,R2,未在板上安装)控制,该分压器从被跟踪的电源到 GND 引脚。与基于 PID 的数字电源调节器不同,该产品使用基于状态空间模型的算法,该算法适用于小信号和大信号响应,并考虑占空比饱和效应。这消除了用户确定和设置从线性模式到非线性模式转换阈值的需求。这些能力带来了快速的环路

瞬态响应,并有可能减少输出电容器的数量。该产品通过 EN 引脚提供远程控制输入,并通过命令 OPERATION 提供 PMBus 使能功能来控制输出电压。还可以配置输出始终开启。默认情况下,输出仅由 EN 引脚控制。输出电压控制可以使用 PMBus 命令 ON_OFF_CONFIG 重新配置。它设计用于不同的热环境,并且必须确保足够的冷却以保证可靠运行。冷却主要通过导热,从引脚到主板,并通过对流,这取决于产品的气流。增加气流可以增强产品的冷却效果。

Buck 14 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G474R MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G474RE front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

128k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Power Good Indicator
PA15
AN
NC
NC
RST
Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Sync
PC8
PWM
Alert
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Buck 14 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G474RE MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU Access MB 1 Micro B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU 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 Buck 14 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • buck14_power_ctrl - 该功能设置电源控制引脚的状态

  • buck14_salert - 该功能获取制造商 ID

  • buck14_write_vout - 该功能设置输出电压

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 Buck14 Click example
 * 
 * # Description
 * This app enables usage of high-efficiency step-down converter.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configure device.
 * 
 * ## Application Task  
 * Sends 4 different commands for VOUT in span of 8sec
 * 
 * *note:* 
 * When you send data you should send LSB first.
 * Device input V should be beetween 4.5 - 14 V.
 * Device output V could be from 0.5 - 5 V deepending from limits you set currently it is set to 1V.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buck14.h"

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

static buck14_t buck14;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void error_handler ( uint8_t stat_data )
{
    if ( stat_data == BUCK14_ERROR )
    {
        log_printf( &logger, "ERROR! \r\n " );
        for ( ; ; );
    }
    else if ( stat_data == BUCK14_ID_ERROR )
    {
        log_printf( &logger, "ID ERROR! \r\n " );
        for ( ; ; );
    }
    else if ( stat_data == BUCK14_CMD_ERROR )
    {
        log_printf( &logger, "CMD ERROR! \r\n " );
    }
}

void read_vout_data ( buck14_t *ctx )
{
    uint16_t temp_data;

    temp_data = buc14_read_vout( &buck14 );
    log_printf( &logger, "VOUT ~ %u mV \r\n", temp_data );
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    buck14_cfg_t cfg;
    uint8_t write_data;
    uint8_t status_data;

    /** 
     * 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.

    buck14_cfg_setup( &cfg );
    BUCK14_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    buck14_init( &buck14, &cfg );

    buck14_reset( &buck14 );

    write_data  = BUCK14_CTRL_ENABLE_NO_MARGIN;
    buck14_generic_write( &buck14, BUCK14_CMD_OPERATION, &write_data , 1 );
    Delay_ms( 300 );

    status_data = buck14_check_mfr_id(  &buck14 );
    error_handler( status_data );
    log_printf( &logger, "-Device ID OK!\r\n" );
    
    buck14_power_ctrl( &buck14, BUCK14_PIN_STATE_HIGH );

    buck14_default_cfg( &buck14 );
    log_printf( &logger, " ***** App init ***** \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t status_data;
    float vout_value;

    vout_value = 1.2;
    status_data = buc14_write_vout( &buck14, vout_value );
    error_handler( status_data );

    if ( status_data == BUCK14_SUCCESSFUL )
    {
        read_vout_data(  &buck14 );
    }
    Delay_ms( 8000 );

    vout_value = 3.7;
    status_data = buc14_write_vout( &buck14, vout_value );
    error_handler( status_data );

    if ( status_data == BUCK14_SUCCESSFUL )
    {
        read_vout_data( &buck14 );
    }

    Delay_ms( 8000 );

    vout_value = 2.5;
    status_data = buc14_write_vout( &buck14, vout_value );
    error_handler( status_data );

    if ( status_data == BUCK14_SUCCESSFUL )
    {
        read_vout_data(  &buck14 );
    }
    
    Delay_ms( 8000 );

    vout_value = 4.5;
    status_data = buc14_write_vout(  &buck14, vout_value );
    error_handler( status_data );

    if ( status_data == BUCK14_SUCCESSFUL )
    {
        read_vout_data(  &buck14 );
    }
    
    Delay_ms( 4000 );
    log_printf( &logger, "```````````````\r\n" );
    Delay_ms( 4000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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