使用 LTC3225 和 STM32G431RB 充电并随时待命。
可靠电源，不间断性能。
已发布 11月 08, 2024
点击板
UPS Click
开发板
Nucleo 64 with STM32G431RB MCU
编译器
NECTO Studio
微控制器单元
STM32G431RB
告别缓慢充电和不可靠的电源，体验我们的终极UPS解决方案，实现无缝运行。
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硬件概览
它是如何工作的？
UPS Click基于来自Analog Devices的LTC3225，这是一个150mA的超级电容充电器，用于以控制电流和恒定电压充电两个串联的电容器。 LTC3225具有通过监测它们的电压来保持两个连接的超级电容器上恒定电压水平的独特能力。这提高了超级电容器的使用寿命，保护它们免受过电压的影响。在充电过程中发生电压差异时（取决于使用的两个超级电容器之间的差异），其中一个电压可能上升到足以造成损坏的程度。与使用电阻放电电容器的其他平衡技术不同（其电压较高），LTC3225会自动调整两个电容器的充电电流，直到它们的充电速度相等。充电电流之间的差异可以增加或减小50%。当Cout电压达到其标称值（通过拉起电阻器到Vsel引脚5.3V选择）时，内部充电泵被关闭，允许IC进入低功耗模式。当超级电容器的电压降到阈值以下时，重新充电周期会自动重新启动。输出端子用于连接外部负载。有两个螺钉端子路由到每个电容器的输出引脚。两个超级电容器串联连接：高侧电容器的正引脚连接到Cout（一个调节电压
输出引脚），而低侧电容器的负引脚连接到GND。高侧超级电容器的负引脚和低侧超级电容器的正引脚连接在一起，并路由到LTC3225的CX引脚，保持在Cout/2。因此，单个端子的电压为Cout/2，因此要使用输出电压的全部范围，应将负载连接到标有“+”符号的高侧端子和标有“-”符号的低侧端子之间。这些端子也可以用于连接额外的超级电容器，因为超级电容器与连接的负载并联。当电源关闭时，输出电压（Cout）仅取决于使用的超级电容器。这两个超级电容器的等效电容为1.65F，当断开电源时，它们将成为为连接的负载提供电源的唯一元件。根据电容器放电公式，这些电容器将通过连接的负载放电，输出电压将呈指数级下降。 #SHDN引脚可以通过施加低逻辑电平将设备置于低功耗关闭模式。此引脚路由到mikroBUS™的RST引脚，标记为SDN。它由板载上拉电阻拉到高逻辑电平。可以使用连接在GND和Cout之间的电压分压器读取输出电压值。当超级电容器充满电时，Cout电压达到5.3V的水平时，电压分压器的中点值约为
1.7V。电压分压器的中点路由到mikroBUS™的AN引脚，允许主机MCU轻松进行模拟到数字转换。此引脚在Click板™上标记为SEN。LTC3225 IC的PGOOD引脚路由到mikroBUS™的CS引脚，并标记为PGD。此引脚是开漏输出，并由板载电阻拉到高逻辑电平。当输出电压达到标称值的6%以下时，此引脚被取消断言。当电压下降到标称值的7.2%以下时，此引脚被断言并拉到低逻辑电平。它可用于监视输出超级电容器的状态。Click板™使用来自mikroBUS™的电源。移动标记为JP1的板载SMD跳线使得可以选择3.3V或5V轨道作为输入电源。它还选择了IC工作电压，允许与5V和3.3V MCU进行接口。无论选择的工作电压如何，输出电压始终为5.3V，由UPS Click的Vsel引脚设置。UPS Click仅使用MCU的GPIO引脚来设置其引脚的状态；因此，使用起来非常简单。但是，Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库，可作为进一步开发的参考。
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™。
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
从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。
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 UPS Click 驱动程序的 API。
关键函数：
usp_set_mode- 设置芯片模式的功能ups_get_power_good- 读取 PGD 状态的功能
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 UPS Click example
*
* # Description
* This application is charger, that provides continuous power for a load connected to the output terminals.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes Driver init and setting chip mode as ACTIVE
*
* ## Application Task
* Checks the state of PGD (Power Good), PGD goes high when Vout is within 6% of target value (4.98V)
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ups.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static ups_t ups;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
ups_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.
ups_cfg_setup( &cfg );
UPS_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
ups_init( &ups, &cfg );
usp_set_mode( &ups, UPS_MODE_ACTIVE );
}
void application_task ( )
{
uint8_t pgd_state;
pgd_state = ups_get_power_good( &ups );
if ( pgd_state != 0 )
{
log_printf( &logger, "---> Power Good \r\n" );
}
Delay_1sec( );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
