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使用 TPS61160A 和 STM32G474RE 享受多种高功率照明应用。

更亮、更持久。

LED Driver 4 Click with Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

LED Driver 4 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

通过采用我们可靠的 LED 驱动解决方案,体验电子设计中的效率提升和性能增强。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LED Driver 4 Click 基于德州仪器的 TPS61160A,这是一款带有 PWM 亮度控制的白色 LED 驱动器。TPS61160A 驱动器使用带有电流模式控制的升压转换器拓扑。其操作与典型的升压 DC-DC 转换器非常相似,具有一些对 LED 阵列驱动有用的附加功能。此 Click 板™ 在输出端可提供高达 26V 的电压,当输出 LED 断开时,开路 LED 感应部分将关闭输出级 MOSFET 和 IC 本身,作为保护措施。这可以防止在输出 LED 断开时输出电压超过设备的最大额定值。如果反馈引脚上的电压下降到其标称值的 50% 以下,即 200 mV,情况也是如此。TPS61160A 允许将 PWM 信号应用于其 CTRL 输入,该输入连接到 mikroBUS™ 的 PWM 引脚,标记为 CTL。施加到该引脚的信号将调制 FB 引脚上的反馈电压,通过 LP 滤波器过滤后,减少输出和通过 LED 阵列的直流电流。这种调光技术不会产生任何噪音,因为直流电流被缩减,而 PWM 仅应用于内部反馈电压。PWM 频率

应保持在 5 kHz 至 100 kHz 之间,以获得最佳性能。通过 GND 和 FB 引脚之间连接的板载电阻器感测通过 LED 段的电流。它的选择确保了最大 LED 电流为 20 mA,这是白色 LED 的最佳电流,提供最大亮度而不会使 LED 劣化。请注意,虽然这对大多数白色 LED 是适用的,但应检查与 LED Driver 4 Click 一起使用的特定 LED 的数据表中的正向电流参数。它应至少为 20 mA。如上所述,调光功能将减少此电流,导致 LED 灯光变暗。设备内置软启动功能,在约 6 ms 内慢慢增加 FB 引脚的电压,防止高浪涌电流。内部电流限制在操作的前 5 ms 内也设置为最大电流规格的一半。将低电平逻辑应用于 CTL 引脚超过 2.5 ms 会使设备进入关机模式。在关机模式下,电流消耗最小。然而,电感器和肖特基二极管仍存在电流路径。为了防止 LED 阵列的意外激活,LED 阵列的最小正向电压应高于输入电压。LED 阵列的电源通过 VIN 螺钉端子连接,允许使用外部电源。外部电源

的额定值应保持在 2V 至 18V 之间。第二个螺钉端子下方有 LED 图标,用于连接 LED 阵列。LED 阵列的最大正向电压应低于设备的最小过保护电压,通常为 25V。LED 元件的最大正向电压取决于所使用的 LED 类型。可以在所用 LED 的数据表中找到。TPS61160A IC 的最小过保护电压可以在 TPS61160A 中找到,但也可以在下面的电气特性表中找到。Click 板™ 本身通过 5V mikroBUS™ 轨供电。然而,只要施加到此引脚的低逻辑电平电压保持在 0.4V 以下,高逻辑电平电压保持在 1.2V 以上,Click 板™ 允许 3.3V 和 5V MCU 驱动其 CTL 输入。Led Driver 4 Click 的使用简单明了。然而,MikroElektronika 提供了一个包含与 MikroElektronika 编译器兼容功能的库,可用于简化 LED 阵列驱动。该库还包含一个示例应用程序,演示了它们的使用。此示例应用程序可用作自定义设计的参考。

LED Driver 4 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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
Control/PWM Output
PC8
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!”

Click board™ 原理图

LED Driver 4 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

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。

软件支持

库描述

此库包含用于 LED Driver 4 Click 驱动的 API。

关键功能:

  • leddriver4_set_duty_cycle - 通用设置 PWM 占空比

  • leddriver4_pwm_stop - 停止 PWM 模块

  • leddriver4_pwm_start - 启动 PWM 模块

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 LedDriver4 Click example
 * 
 * # Description
 * This click has the ability to dim the connected LED array, without producing any noise on the output.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the GPIO driver and
 * configures the PWM peripheral for controlling the LED array intensity.
 * 
 * ## Application Task  
 * Increases and decreases LED array intensity
 * ( first increases light intensity to the maximum and then decreases to the minimum ).
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * 
 * 
 * @author Nikola Peric
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "leddriver4.h"

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

static leddriver4_t leddriver4;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    leddriver4_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.

    leddriver4_cfg_setup( &cfg );
    LEDDRIVER4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    leddriver4_init( &leddriver4, &cfg );
    
    leddriver4_set_duty_cycle ( &leddriver4, 0.0 );
    leddriver4_pwm_start( &leddriver4 );
    log_info( &logger, "---- Application Task ----" );
    Delay_ms( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    static int8_t duty_cnt = 1;
    static int8_t duty_inc = 1;
    float duty = duty_cnt / 10.0;

    leddriver4_set_duty_cycle ( &leddriver4, duty );
    log_printf( &logger, "Duty: %d%%\r\n", ( uint16_t )( duty_cnt * 10 ) );
    Delay_ms( 500 );
    
    if ( 10 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = -1;
    }
    else if ( 0 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = 1;
    }
    duty_cnt += duty_inc;
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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