初学者
10 分钟

使用MPM54304和STM32G431RB确保稳定和调节的输出电压

自信地降低电压

Step Down 6 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Step Down 6 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

我们的同步降压 DC-DC 转换器作为效率的灯塔,确保为您的应用提供精确的电压控制和最佳的电源管理,在行业中树立了新的标准。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Step Down 6 Click 基于 Monolithic Power Systems (MPS) 的 MPM54304,这是一款四输出电源模块。该 IC 在 4V 至 16V 输入电压范围内运行,可通过 VIN 螺钉端子供电。它可以将输入电压降压为 0.55V 至 5.4V 的输出电压。用户可以根据使用的输出通道选择直通或并行输出,从 VOUT1 到 VOUT4。VOUT1 和 VOUT2 通道可以并联以提供高达 6A 的电流,VOUT3 和 VOUT4 通道可以并联以提供高达 4A 的电流。四通道和双通道输出之间的选择可以通过 OUT SEL 跳线设置,默认选择为四通道。用户必须将所有五个跳线设置到正确的位置以使输出正常工作。MPM54304 具有内部自动补偿功能,消除了对外部补偿网络的需求,采用恒定导通时间 (COT) 控制方案,以提供超快的负载

瞬态响应,并最大限度地减少所需的输出电容。它还具有两次非易失性可编程存储器,用于存储寄存器设置。使用主 MCU,用户可以设置开关频率、输出电压、过流和过压保护阈值、开机和关机时序,以及强制 PWM 或自动 PWM/PFM。Step Down 6 Click 使用标准 2 线 I2C 接口与主 MCU 通信,支持高达 3.4MHz 的时钟频率,并通过 ADDR SET 跳线设置 I2C 地址。除了通过 mikroBUS™ 插座的 EN 引脚启用外,MPM54304 还可以通过外部电源的出现启用,通过将 EN SEL 跳线设置到适当位置来实现。为此,EN SEL 跳线必须设置为 EXT 位置,从而失去 mikroBUS™ 插座的 EN 引脚的启用功能。ADDR SET 跳线实际上使用 MPM54304 的 GPIO 引脚,该引脚也可以用

于其他目的,因为它是一个输入/输出引脚。此引脚可以配置为未填充的 IO 头上的电源良好 (PG) 引脚,如果任何启用的稳压器低于欠压阈值或当所有稳压器都被禁用时,将进入低逻辑状态。它还可以在输出端口模式中使用,在该模式下,它将根据相关寄存器输出相应的逻辑。最后,它还可以在 SYNCO 模式中使用,此时它将成为同步输出,允许用户相移时钟输出以同步另一个设备的开关频率。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,此 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

Step Down 6 Click hardware overview 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

NC
NC
AN
Enable
PC12
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
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

Step Down 6 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
Board mapper by product8 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

该库包含 Step Down 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • stepdown6_set_en_pin - Step Down 6 设置 EN 引脚状态功能。

  • stepdown6_write_reg - Step Down 6 寄存器写入功能。

  • stepdown6_set_out_voltage - Step Down 6 设置输出电压功能。

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 main.c
 * @brief Step Down 6 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Step Down 6 Click driver.
 * This driver provides the functions to set the output voltage threshold.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization, default settings sets output voltage to 550 mV.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Step Down 6 Click board™ by changing 
 * output voltage every 5 seconds starting from 550 mV up to 1820 mV.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stepdown6.h"

static stepdown6_t stepdown6;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    stepdown6_cfg_t stepdown6_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.
    stepdown6_cfg_setup( &stepdown6_cfg );
    STEPDOWN6_MAP_MIKROBUS( stepdown6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == stepdown6_init( &stepdown6, &stepdown6_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( STEPDOWN6_ERROR == stepdown6_default_cfg ( &stepdown6 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    err_t error_flag = STEPDOWN6_OK;
    for ( uint16_t n_cnt = STEPDOWN6_MIN_VOUT_VAL; n_cnt <= STEPDOWN6_MAX_VOUT_VAL; n_cnt += STEPDOWN6_INCREMENT_VOUT_VAL )
    {
        error_flag |= stepdown6_set_out_voltage( &stepdown6, STEPDOWN6_SELECT_VOUT1, n_cnt );
        error_flag |= stepdown6_set_out_voltage( &stepdown6, STEPDOWN6_SELECT_VOUT2, n_cnt );
        error_flag |= stepdown6_set_out_voltage( &stepdown6, STEPDOWN6_SELECT_VOUT3, n_cnt );
        error_flag |= stepdown6_set_out_voltage( &stepdown6, STEPDOWN6_SELECT_VOUT4, n_cnt );
        log_printf( &logger, "  Set voltage : %d mV \r\n", n_cnt );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。