STMicroelectronics X-NUCLEO-OUT17A1數(shù)字輸出擴(kuò)展板設(shè)計用于評估IPS8200HQ-1模塊的驅(qū)動和診斷功能。該板通過STISO620和STISO621以及Arduino^?^ UNO R3連接器與STM32 Nucleo上的微控制器連接。IPS8200HQ-1的VCC 電源引腳由連接器CN1提供。負(fù)載可連接到連接器CN2、CN3、CN4、CN12和連接器CN1的引腳2之間。X-NUCLEO-OUT17A1板具有高達(dá)36V的擴(kuò)展工作電壓范圍，符合RoHS指令。X-NUCLEO-OUT17A1板設(shè)有用于顯示SPI模式選擇的藍(lán)色LED和用于故障、PGOOD和TWARN診斷引腳的紅色LED。STSO620和STSO621可確保4kVPK電流隔離。該板通過CE認(rèn)證，配有Arduino UNO R3連接器。X-NUCLEO-OUT17A1板與STM32 Nucleo開發(fā)板兼容。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics X-NUCLEO-OUT17A1數(shù)字輸出擴(kuò)展板數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 基于IPS8200HQ-1模塊：
  • 工作電壓范圍：10.5V至36V
  • 工作輸出電流：≤ 1.0A
  • 低功耗RON (MAX) =200m?
  • 欠壓鎖定
  • 可選驅(qū)動模式并行或5MHz SPI（8位或16位）
  • 嵌入式降壓轉(zhuǎn)換器
  • 4x2 LED矩陣，用于高效狀態(tài)指示
  • MCU凍結(jié)檢測
  • 用于電感負(fù)載的快速衰減
  • 過載和過熱保護(hù)
  • 接地失效保護(hù)
  • 結(jié)溫過熱和奇偶校驗診斷引腳（FAULT）
  • 外殼過熱診斷引腳（TWARN）
  • 電源電壓電平診斷引腳（PGOOD）
  • 8mmx6mm QFN48L封裝
• 應(yīng)用板工作范圍：12V至33V
• 擴(kuò)展工作電壓范圍：高達(dá)36V（J9開路）
• 工作電流：每通道高達(dá)1.0A
• 藍(lán)色LED，顯示SPI模式選擇
• 黃色LED，顯示SPI模式16位選擇
• 紅色LED，用于故障診斷引腳（JP12關(guān)閉）
• 紅色LED，用于PGOOD診斷引腳（JP13關(guān)閉）
• 用于TWARN診斷引腳的紅色LED（JP27關(guān)閉）
• STSO620和STSO621確保4kVPK電流隔離
• 電源軌反向極性保護(hù)
• 兼容STM32核開發(fā)板
• 配備Arduino^?^ UNO R3連接器
• 通過CE認(rèn)證
• 符合RoHS指令和中國RoHS指令

示意圖

?X-NUCLEO-OUT17A1工業(yè)數(shù)字輸出擴(kuò)展板技術(shù)解析與應(yīng)用指南?

?一、核心芯片架構(gòu)與特性?

STMicroelectronics的X-NUCLEO-OUT17A1擴(kuò)展板以?IPS8200HQ-1八角高邊開關(guān)?為核心，具備以下關(guān)鍵特性：

• ?寬電壓工作范圍?：10.5V至36V，支持工業(yè)級負(fù)載驅(qū)動（最高1.0A/通道）
• ?低功耗設(shè)計?：最大導(dǎo)通電阻僅200m?，顯著減少功率損耗
• ?多重保護(hù)機(jī)制?：集成欠壓鎖定、過載/過溫保護(hù)、接地丟失保護(hù)及快速感性負(fù)載衰減
• ?靈活通信接口?：支持并行模式或5MHz SPI（8/16位可配置）
• ?嵌入式診斷功能?：通過FAULT、TWARN、PGOOD引腳實時監(jiān)測芯片狀態(tài)，支持故障預(yù)警（如結(jié)溫超限、奇偶校驗錯誤）

?二、硬件設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)?

?1. 隔離與供電設(shè)計?

• ?4kVPK電氣隔離?：通過STISO620/621數(shù)字隔離器分離邏輯側(cè)（MCU）與過程側(cè)（工業(yè)負(fù)載），確保系統(tǒng)安全
• ?雙電源軌配置?：
  • ? 邏輯側(cè)（VISO_L） ?：3.3V/5V，由CN13外接或CN6引腳（SW1切換）提供
  • ? 過程側(cè)（VISO_P） ?：由IPS8200HQ-1內(nèi)置降壓轉(zhuǎn)換器生成（通過JP28選擇3.3V/5V），或由CN14外接電源輸入

?2. 驅(qū)動模式配置?

• ? 并行模式（默認(rèn)） ?：SEL2=L（JP21開路），通過CN5/CN8/CN9的INX引腳直接控制輸出通道
• ?SPI模式?：SEL2=H（JP21閉合），用戶可進(jìn)一步選擇：
  • ?8位模式?：SEL1=L（JP22開路）
  • ?16位模式?：SEL1=H（JP22閉合）

?3. 診斷與指示系統(tǒng)?

• ?LED矩陣指示?：
  • 綠色DO1-DO8：對應(yīng)OUT1-OUT8通道開關(guān)狀態(tài)
  • 紅色D11-D13：分別對應(yīng)TWARN（外殼過溫）、PGOOD（電源正常）、FAULT（故障）診斷信號
• ?MCU凍結(jié)檢測?：通過SW3閉合2-3引腳啟用，由WDEN(in)信號觸發(fā)保護(hù)

?三、典型應(yīng)用場景與實踐配置?

? 1. 獨立工作模式（無Nucleo板） ?

• 需提供過程側(cè)電壓（通常24V至CN1）及VISO_L（通常3.3V至CN13）
• 默認(rèn)并行模式下，INX信號（0V-VISO_L電平）直接控制輸出通道

?2. 堆疊擴(kuò)展應(yīng)用?

• 通過Arduino UNO R3連接器實現(xiàn)多板級聯(lián)，SPI模式下配置：
  • 主板：SW6、SW18閉合2-3
  • 從板：SW6、SW18閉合1-2

?3. 工業(yè)負(fù)載驅(qū)動?

• 負(fù)載連接至CN2/CN3/CN4/CN12與CN1引腳2之間
• 支持PLC（可編程邏輯控制器）、電機(jī)控制等場景，通過SPI協(xié)議實現(xiàn)精確的多通道同步控制

?四、設(shè)計注意事項?

1. ?電壓兼容性?：確保VCC（12-33V）、VISO_L（3.3V/5V）與負(fù)載需求匹配
2. ?保護(hù)電路激活?：默認(rèn)閉合JP12/JP13/JP27以啟用故障診斷LED指示
3. ?SPI時序優(yōu)化?：在高速通信（5MHz）時，需嚴(yán)格遵循數(shù)據(jù)手冊中的信號建立/保持時間

?五、技術(shù)優(yōu)勢總結(jié)?

X-NUCLEO-OUT17A1通過?高度集成的IPS8200HQ-1?與?隔離式架構(gòu)?，實現(xiàn)了：

• 工業(yè)級可靠性（通過CE、RoHS認(rèn)證）
• 靈活的驅(qū)動模式與擴(kuò)展能力
• 完善的診斷機(jī)制，降低系統(tǒng)維護(hù)成本

該擴(kuò)展板為STM32 Nucleo生態(tài)系統(tǒng)提供了強(qiáng)有力的工業(yè)輸出解決方案，適用于自動化控制、電力驅(qū)動等高性能場景