uint32_t uid1 = ((uint32_t *)UID_BASE)[0];
uint32_t uid2 = ((uint32_t *)UID_BASE)[1];
uint16_t flashSizeInkB = ((uint16_t *)FLASHSIZE_BASE)[0];

uint16_t cpuSignature = ((DBGMCU->IDCODE >> 16) & 0x0000FFFF);

Wywołanie resetu procesora za pomocą software’u:

NVIC_SystemReset();

Sprawdzenie przyczyny resetu w rejestrze RCC_CSR:

Przetwornica MCP16251/2 pozwala na realizację zasilania z jednego ogniwa AA/AAA, ponieważ zaczyna pracować już przy napięciu 0.9 V. Zrealizowałem układ dający na wyjściu 3,3 V:

Badany układ z przetwornicą

Karta katalogowa deklaruje pobór prądu bez obciążenia nie większy niż 25 uA (typowo 14 uA).

Uzyskane przeze mnie wyniki:

Wyniki zgadzają się z dokumentacją, co oznacza że nie kłamie ona oraz że nie popełniłem znaczących błędów w wykonaniu prototypu.

Pobór prądu na poziomie 25 uA oznacza, iż jedno ogniwo alkaliczne R6/AA o pojemności 2500 mAh (przyjęte na podstawie karty katalogowej Duracell MN1500) wystarczy do podtrzymania życia przetwornicy przez teoretycznie 11 lat (4 lata dla ogniwa AAA o pojemności 1000 mAh). Ponieważ inne procesy, takie jak samorozładowanie ogniwa i korozja skrócą ten czas znaczniej, takim poborem prądu nie trzeba się przejmować.

Co zrobić, żeby debugowanie i programowanie STM32 działało bezpośrednio z STM32CubeIDE?
W Cube IDE uaktywnić na pinach PA13 i PA14 funkcje SYS_JTMS-SWDIO i SYS_JTCK-SWCLK:

A następnie w System Core -> SYS wybrać debug: Serial Wire:

Dla płytki Bluepill warto uaktywnić LED na PC13 jako GPIO output.

Układ logiczny zabezpiecza przed aktywacją obydwu wyjść. Jedynie jedno wyjście jest możliwe do pobudzenia w danym momencie. Stan wysoki na obydwu wejściach zeruje obydwa wyjścia.

Układ można rozbudować dla n wejść i m wyjść stosując m bramek AND n-wejściowych.

Nie trzeba używać bramek AND gdy dane wyjścia nie są potrzebne.

Przykład zastosowania: sterowanie stycznikami silnika przyciskami przód/tył – zabezpieczenie przed jednoczesnym naciśnięciem dwóch przycisków naraz.

Szum rezystora 1kΩ to 4 nV/√Hz. Dla rezystorów o innej wartości wyliczamy pierwiastek rezystancji i odnosimy do tego. Np. dla 100kΩ to będzie √100 = 10 ⋅ 4 nV/√Hz = 40 nV/√Hz. To oczywiście przybliżenie dla normalnej temperatury itp.

Szumy dodaje się nie bezpośrednio, a dodając ich kwadraty i pierwiastkując całość (jak moduł wektora).

Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji nieodwracającej / odwracającej.

Szum rezystora w pętli sprzężenia (podłączonego do wyjścia wzm. op.) wchodzi bezpośrednio w skład szumu wyjściowego. Szum drugiego rezystora (podłączonego do masy i wejścia wzm. op.) musimy pomnożyć przez wzmocnienie układu.

Szum napięciowy wzmacniacza z karty katalogowej mnoży się przez wzmocnienie układu.

Szum prądowy wzmacniacza przeliczamy na napięcie odłożone na równoległych obu rezystorach, następnie mnożymy przez wzmocnienie układu.

Przykład:

(https://www.researchgate.net/figure/Example-non-inverting-Op-Amp-circuit_fig3_283082955)

Dane:

• MCP6002, R2 = 100kΩ, R1 = 1kΩ
• Wzmocnienie = 101.
• Noise figure: e_ni = 28 nV/√Hz; i_ni = 0.6 fA/√Hz (https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/MCP6001-1R-1U-2-4-1-MHz-Low-Power-Op-Amp-DS20001733L.pdf)

Składowe szumu wyjściowego:

• Od rezystora R2: √100 = 10; 10 ⋅ 4 nV/√Hz = 40 nV/√Hz
• Od rezystora R1: 4 nV/√Hz razy wzmocnienie czyli 404 nV/√Hz
• Od szumu napięciowego wzmacniacza: 28 nV/√Hz ⋅ 101 = 2828 nV/√Hz
• Od szumu prądowego wzmacniacza: R1||R2 ≅R1 = 1kΩ. 1kΩ ⋅ 0.6 fA/√Hz = 0.6 pV/√Hz i jeszcze razy wzmocnienie ≅ 60 pV/√Hz = 0.06 nV/√Hz.

Suma: √(40²+404²+2828²+0.06²) = 2857 nV/√Hz. Wyznaczyliśmy szum wyjściowy. Szum wejściowy wyznaczymy dzieląc przez wzmocnienie, czyli 2857 nV/√Hz / 101 = 28.3 nV/√Hz.

Jak widać, na poziom szumu w tym układzie główny wpływ ma szum napięciowy wzmacniacza. MCP6002 nie jest wzmacniaczem niskoszumnym, a low-power. Możnaby jeszcze dwukrotnie zwiększyć rezystory R1 i R2, co niewiele pogorszy charakterystykę szumową, a zmniejszy pobór prądu. Przy projektowaniu wzmacniaczy niskoszumnych należy wybrać odpowiednie układy, oraz stosować mniejsze rezystancje w układzie, aby nie pogarszać parametrów wzmacniacza.