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30 分钟

使用MCP1541和STM32G431RB确保稳定和一致的电压参考

数字世界中的精确性

DigiVref Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

DigiVref Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

从集成电路到传感器网络,我们的数字基准电压解决方案使用户能够在数字领域实现电压精度,为数字基准生成设立了新的标杆。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DigiVref Click基于Microchip的MCP1541,这是一款精确的电压基准IC,用于提供准确的电压输出。然而,该IC在负载时非常容易产生电压下降,因此即使是2mA的小负载也可能导致输出电压下降。因此,使用一个增益为1的运算放大器作为缓冲器。4.096V(VREF)的电压基准输出被引导到德州仪器的模拟多路复用器/解复用器IC CD74HC4051的公共引脚。该电路具有一个到八个内部开关,位置由数字选择。通过对S0至S2引脚施加逻辑电平可以选择开关位置。CD74HC4051的四个输出被引导到由四个10K电阻组成的分压电路。通过跨越分压电路路由VREF,可以根据选定的开关位置

选择四个输出电压基准值之一。输出电压(VOUT)可以设置为以下值之一:1.024V,2.048V,3.072V和4.096V。CD74HC4051由德州仪器的8位移位寄存器IC SN74HC595控制,具有三态输出寄存器。SN74HC595允许数据移入,然后锁存到输出。只要没有新的数据移入并锁存到并行输出寄存器(或者只要#OE引脚保持低电平,但在此Click板™上硬连线到GND),输出引脚的状态将不会改变。这使得Click板™完全独立于SPI接口,即使在某些时候断开连接。一旦设置,选定的参考电压将可在VOUT连接器(标准1x2针头,间距为2.54mm)上使用,只要Click板™通电。由

于只有4个有效位置,因此在CD74HC4051上有两个控制引脚。控制引脚S2接地,因此CD74HC4051通过两个引脚控制:S0和S1。这些引脚被引导到SN74HC595 IC的Q1和Q2输出。SN74HC595 IC通过SPI接口控制,其引脚引导到相应的mikroBUS™引脚(CS,MOSI,SCK)。请注意,设置Q1和Q2以外引脚的SPI数据值对该Click板™没有任何影响。除了VOUT连接器,VOUT电压也引导到mikroBUS™的AN引脚,使其可以被主机MCU使用。因此,应注意Click板™不适合用于3.3V MCU,特别是如果它们没有5V容忍引脚。要将Click板™与3.3V MCU一起使用,必须使用适当的电平转换电路。

DigiVref Click top side image
DigiVref Click bottom side image

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。

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

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™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PA15
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
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!”

原理图

DigiVref 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 STM32G431RB 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

此库包含DigiVref Click驱动的API。

关键功能:

  • digivref_set_output_voltage - 该功能设置参考输出电压。

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \file 
 * \brief DigiVref Click example
 * 
 * # Description
 * This app changes the reference output voltage. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization device.
 * 
 * ## Application Task  
 * Changes the reference output voltage every 3 seconds.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "digivref.h"

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

static digivref_t digivref;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    digivref_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.

    digivref_cfg_setup( &cfg );
    DIGIVREF_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    digivref_init( &digivref, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_4096mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage(  &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_3072mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_2048mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_1024mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_2048mV );
    Delay_ms( 3000 );
    digivref_set_output_voltage( &digivref, DIGIVREF_REF_VOLTAGE_3072mV );
    Delay_ms( 3000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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