实现精确电压控制,借助智能 DAC 功能,专为汽车应用设计
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硬件概览
它是如何工作的?
DAC 19 Click 基于 Texas Instruments 的 DAC53701-Q1,这是一款适用于高性能应用的 10 位汽车级电压输出数字-模拟转换器 (DAC)。这款先进的 DAC 提供了一系列智能功能,非常适合需要增强性能而又不依赖大量软件的控制应用。它配备了强制感应输出、通用输入 (GPI) 功能触发器、PWM 输出能力和非易失性存储器 (NVM),支持动态系统性能和控制功能。DAC 可以通过内部参考源工作,或使用电源作为参考源,提供不同电压需求的灵活性。它支持全输出范围,并通过兼容 PMBus 的 I2C 通信与微控制器或其他数字系统高效接口。DAC53701-Q1 的低功耗特性特别适用于汽车应用,例如尾灯和刹车灯控制、
车牌照明的渐显/渐隐效果,以及基于 PWM 的车内照明调节控制。该 Click 板的设计采用了一种支持 MIKROE 最新引入的“Click Snap”功能的独特格式。与标准版 Click 板不同,这种功能允许通过断开 PCB,使传感器区域可移动,从而开创了更多实现方案的可能性。得益于 Snap 功能,DAC53701-Q1 能够通过访问标记为 1-8 的引脚自主运行。此外,Snap 部分包含一个指定的固定螺孔位置,使用户能够将 Snap 板固定在所需位置。如前所述,DAC 19 Click 通过标准 2 线 I2C 接口与主机 MCU 通信,支持最高 1MHz 的标准模式频率时钟。它还在 mikroBUS™ 插座上提供了一个通用输入 (GPI) 引脚,该引脚可以配
置为触发各种功能,具体详见附带的数据手册。该板还设有连接到 DAC 输出的额外引脚,旨在提供多功能的强制感应功能。这一功能使 DAC 能够充当可编程比较器和电流吸收器,从而在需要自适应电压监测和电流控制的应用中实现精确控制和灵活性。这些引脚允许用户根据具体需求自定义和扩展 DAC 的功能。该 Click 板可通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压电平工作。这种设计使得 3.3V 和 5V 的 MCU 都能够正确使用通信线路。此外,该 Click 板还附带一个库,其中包含易于使用的功能和示例代码,可供参考以进行进一步开发。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G431RB 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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
32k
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™。
Wire Jumpers Male to Female (15 cm length, 10pcs) 是一套高质量的跳线,专为简化原型设计和测试而设计。每根跳线长15厘米,一端为公头连接器,另一端为母头连接器,方便在面包板或其他电子项目中轻松连接组件。该套装包含十根不同颜色的跳线,便于电路中的清晰识别和组织。这些跳线非常适合DIY项目、设置和其他电子应用,在需要快速、可靠连接的场合下提供了理想的解决方案。
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
此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:
Application Output
- 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。
UART Terminal
- 通过UART终端使用USB to UART converter监控数据有关详细说明,请查看本教程。
软件支持
库描述
该库包含 DAC 19 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
dac19_set_voltage
- 此功能根据由 VCC SEL 板载跳线定义的 vref 值设置输出电压。VREF 和电压值可以是伏特或毫伏。dac19_set_value
- 此功能将 DAC 数据寄存器设置为所需的值。dac19_set_voltage_int_vref
- 此功能在启用内部参考的情况下设置输出电压。
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 main.c
* @brief DAC 19 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of DAC 19 click board by changing the output voltage level.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver, checks the communication by reading and verifying the device ID,
* and enables the DAC output.
*
* ## Application Task
* Changes the output voltage every 2 seconds and logs the voltage value on the USB UART.
* It will go through the entire voltage range for the step number defined below.
*
* @note
* Measure the voltage at VCC_SEL jumper and adjust the reference voltage value below for better accuracy.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dac19.h"
#define REFERENCE_VOLTAGE_MV 3300 // The reference voltage defined by the VCC_SEL on-board jumper.
#define NUMBER_OF_STEPS 20 // The number of steps by which we will divide the entire voltage range.
static dac19_t dac19;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
dac19_cfg_t dac19_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.
dac19_cfg_setup( &dac19_cfg );
DAC19_MAP_MIKROBUS( dac19_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == dac19_init( &dac19, &dac19_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( DAC19_ERROR == dac19_default_cfg ( &dac19 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
uint16_t step = REFERENCE_VOLTAGE_MV / NUMBER_OF_STEPS;
uint16_t output_voltage = step;
for ( uint8_t cnt = 0; cnt < NUMBER_OF_STEPS; cnt++ )
{
if ( DAC19_OK == dac19_set_voltage ( &dac19, REFERENCE_VOLTAGE_MV, output_voltage ) )
{
log_printf( &logger, " VOUT: %u mV\r\n", output_voltage );
}
output_voltage += step;
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