Πλακέτα ARM STM32 MCU

Η ανάπτυξη του πίνακα ελέγχου βιομηχανικών προϊόντων YCTECH περιλαμβάνει σχεδιασμό λογισμικού πλακέτας ελέγχου βιομηχανικού ελέγχου, αναβάθμιση λογισμικού, σχεδίαση σχηματικού διαγράμματος, σχεδιασμό PCB, παραγωγή PCB και επεξεργασία PCBA που βρίσκεται στην ανατολική ακτή της Κίνας. Η εταιρεία μας σχεδιάζει, αναπτύσσει και κατασκευάζει πλακέτα ARM STM32 MCU. Πυρήνας: CPU ARM32-bit Cortex-M3, η υψηλότερη συχνότητα λειτουργίας είναι 72MHz, 1,25DMIPS/MHz. Πολλαπλασιασμός ενός κύκλου και διαίρεση υλικού.

Μνήμη: Ενσωματωμένη μνήμη Flash 32-512 KB στο chip. 6-64 KB μνήμης SRAM.

Ρολόι, επαναφορά και διαχείριση ισχύος: Τροφοδοτικό 2,0-3,6 V και τάση οδήγησης για διασύνδεση I/O. Επαναφορά ενεργοποίησης (POR), επαναφορά απενεργοποίησης (PDR) και προγραμματιζόμενος ανιχνευτής τάσης (PVD). Ταλαντωτής κρυστάλλων 4-16MHz. Ενσωματωμένο κύκλωμα ταλαντωτή RC 8 MHz ρυθμισμένο πριν από το εργοστάσιο. Εσωτερικό κύκλωμα ταλαντωτή RC 40 kHz. PLL για ρολόι CPU. Κρύσταλλο 32 kHz με βαθμονόμηση για RTC.

Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας: 3 λειτουργίες χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας: ύπνος, διακοπή, κατάσταση αναμονής. VBAT για την τροφοδοσία του RTC και των εφεδρικών καταχωρητών.

Λειτουργία εντοπισμού σφαλμάτων: σειριακός εντοπισμός σφαλμάτων (SWD) και διεπαφή JTAG.

DMA: Ελεγκτής DMA 12 καναλιών. Υποστηριζόμενα περιφερειακά: χρονόμετρα, ADC, DAC, SPI, IIC και UART.

Τρεις μετατροπείς A/D επιπέδου US 12 bit (16 κανάλια): Εύρος μέτρησης A/D: 0-3,6V. Δυνατότητα διπλού δείγματος και συγκράτησης. Ένας αισθητήρας θερμοκρασίας είναι ενσωματωμένος στο τσιπ.

Μετατροπέας D/A 2 καναλιών 12 bit: STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE αποκλειστικά.

Έως 112 γρήγορες θύρες I/O: Ανάλογα με το μοντέλο, υπάρχουν 26, 37, 51, 80 και 112 θύρες I/O, οι οποίες μπορούν να αντιστοιχιστούν σε 16 εξωτερικά διανύσματα διακοπής. Όλες εκτός από τις αναλογικές είσοδοι μπορούν να δέχονται εισόδους έως 5V.

Έως 11 χρονόμετρα: 4 χρονόμετρα 16 bit, το καθένα με 4 μετρητές IC/OC/PWM ή παλμούς. Δύο προηγμένα χρονόμετρα ελέγχου 6 καναλιών 16 bit: μπορούν να χρησιμοποιηθούν έως και 6 κανάλια για έξοδο PWM. 2 χρονόμετρα παρακολούθησης (ανεξάρτητος φύλακας και φύλακας παραθύρων). Χρονοδιακόπτης Systick: Μετρητής 24-bit. Δύο βασικοί χρονοδιακόπτες 16-bit χρησιμοποιούνται για την κίνηση του DAC.

Έως 13 διεπαφές επικοινωνίας: 2 διεπαφές IIC (SMBus/PMBus). 5 διεπαφές USART (διεπαφή ISO7816, συμβατή με LIN, IrDA, έλεγχος εντοπισμού σφαλμάτων). 3 διεπαφές SPI (18 Mbit/s), δύο από τις οποίες πολυπλέκονται με τις υπηρεσίες IIS. Διεπαφή CAN (2.0B). Διασύνδεση πλήρους ταχύτητας USB 2.0. Διεπαφή SDIO.

Πακέτο ECOPACK: Οι μικροελεγκτές της σειράς STM32F103xx υιοθετούν το πακέτο ECOPACK.

επίδραση του συστήματος

1. Πυρήνας ARM Cortex-M3 ενσωματωμένος με ενσωματωμένη μνήμη Flash και SRAM. Σε σύγκριση με συσκευές 8/16 bit, ο επεξεργαστής RISC 32 bit ARM Cortex-M3 παρέχει υψηλότερη απόδοση κώδικα. Οι μικροελεγκτές STM32F103xx έχουν ενσωματωμένο πυρήνα ARM, επομένως είναι συμβατοί με όλα τα εργαλεία και το λογισμικό ARM.

2. Ενσωματωμένη μνήμη Flash και μνήμη RAM: Ενσωματωμένο έως και 512 KB ενσωματωμένο Flash, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων. Έως και 64 KB ενσωματωμένης SRAM μπορεί να διαβαστεί και να γραφτεί με ταχύτητα ρολογιού CPU (χωρίς καταστάσεις αναμονής).

3. Variable static memory (FSMC): FSMC is embedded in STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE, with 4 chip selects, and supports four modes: Flash, RAM, PSRAM, NOR and NAND. 3 FSMC interrupt lines are connected to NVIC after OR. There is no read/write FIFO, except for PCCARD, codes are executed from external memory, Boot is not supported, and the target frequency is equal to SYSCLK/2, so when the system clock is 72MHz, external access is performed at 36MHz.

4. Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC): Μπορεί να χειριστεί 43 κανάλια διακοπής με δυνατότητα κάλυψης (εξαιρουμένων των 16 γραμμών διακοπής του Cortex-M3), παρέχοντας 16 προτεραιότητες διακοπής. Το στενά συζευγμένο NVIC επιτυγχάνει χαμηλότερο λανθάνοντα χρόνο επεξεργασίας διακοπών, μεταφέρει απευθείας τη διεύθυνση του διανυσματικού πίνακα εισόδου διακοπής στον πυρήνα, στενά συζευγμένη διεπαφή πυρήνα NVIC, επιτρέπει την εκ των προτέρων επεξεργασία των διακοπών, χειρίζεται διακοπές υψηλότερης προτεραιότητας που φτάνουν αργότερα και υποστηρίζει το tail Chain, αποθηκεύει αυτόματα την κατάσταση του επεξεργαστή και η καταχώρηση διακοπής αποκαθίσταται αυτόματα όταν η διακοπή εξέρχεται, χωρίς παρέμβαση εντολών.

5. Ελεγκτής εξωτερικής διακοπής/συμβάντος (EXTI): Ο εξωτερικός ελεγκτής διακοπής/συμβάντος αποτελείται από 19 γραμμές ανιχνευτή ακμών για τη δημιουργία αιτημάτων διακοπής/συμβάντος. Κάθε γραμμή μπορεί να διαμορφωθεί ξεχωριστά για να επιλέγει το συμβάν ενεργοποίησης (ανερχόμενη άκρη, πτώση ή και τα δύο) και μπορεί να καλυφθεί μεμονωμένα. Υπάρχει ένα μητρώο σε εκκρεμότητα για τη διατήρηση της κατάστασης των αιτημάτων διακοπής. Το EXTI μπορεί να ανιχνεύσει πότε ένας παλμός στην εξωτερική γραμμή είναι μεγαλύτερος από την περίοδο του εσωτερικού ρολογιού APB2. Έως 112 GPIO συνδέονται σε 16 εξωτερικές γραμμές διακοπής.

6. Ρολόι και εκκίνηση: Είναι ακόμα απαραίτητο να επιλέξετε το ρολόι του συστήματος κατά την εκκίνηση, αλλά ο εσωτερικός ταλαντωτής κρυστάλλου 8 MHz επιλέγεται ως ρολόι της CPU κατά την επαναφορά. Μπορεί να επιλεγεί ένα εξωτερικό ρολόι 4-16 MHz και θα παρακολουθείται για επιτυχία. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο ελεγκτής απενεργοποιείται και η διαχείριση διακοπών λογισμικού στη συνέχεια απενεργοποιείται. Ταυτόχρονα, η διαχείριση διακοπών του ρολογιού PLL είναι πλήρως διαθέσιμη εάν απαιτείται (π.χ. σε περίπτωση βλάβης ενός έμμεσα χρησιμοποιούμενου κρυσταλλικού ταλαντωτή). Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλαπλοί προ-συγκριτές για τη διαμόρφωση της συχνότητας AHB, συμπεριλαμβανομένων APB υψηλής ταχύτητας (PB2) και χαμηλής ταχύτητας APB (APB1). Η υψηλότερη συχνότητα APB υψηλής ταχύτητας είναι 72 MHz και η υψηλότερη συχνότητα APB χαμηλής ταχύτητας είναι 36 MHz.

7. Λειτουργία εκκίνησης: Κατά την εκκίνηση, η καρφίτσα εκκίνησης χρησιμοποιείται για να επιλέξετε μία από τις τρεις επιλογές εκκίνησης: εισαγωγή από το Flash χρήστη, εισαγωγή από τη μνήμη συστήματος και εισαγωγή από SRAM. Το πρόγραμμα εισαγωγής εκκίνησης βρίσκεται στη μνήμη του συστήματος και χρησιμοποιείται για τον επαναπρογραμματισμό της μνήμης Flash μέσω του USART1.

8. Σχέδιο τροφοδοσίας: VDD, το εύρος τάσης είναι 2.0V-3.6V, η εξωτερική τροφοδοσία παρέχεται μέσω του ακροδέκτη VDD, ο οποίος χρησιμοποιείται για I/O και εσωτερικό ρυθμιστή τάσης. VSSA και VDDA, το εύρος τάσης είναι 2,0-3,6 V, εξωτερική αναλογική είσοδος τάσης για ADC, μονάδα επαναφοράς, RC και PLL, εντός του εύρους VDD (το ADC περιορίζεται στα 2,4 V), το VSSA και το VDDA πρέπει να συνδεθούν στο VSS αντίστοιχα και VDD. VBAT, το εύρος τάσης είναι 1,8-3,6V, όταν το VDD δεν είναι έγκυρο, παρέχει ισχύ για RTC, εξωτερικό ταλαντωτή κρυστάλλου 32KHz και εφεδρικούς καταχωρητές (που πραγματοποιούνται με μεταγωγή ισχύος).

9. Διαχείριση ενέργειας: Η συσκευή διαθέτει πλήρες κύκλωμα επαναφοράς ενεργοποίησης (POR) και επαναφοράς απενεργοποίησης (PDR). Αυτό το κύκλωμα είναι πάντα αποτελεσματικό για να διασφαλίσει ότι εκτελούνται ορισμένες απαραίτητες λειτουργίες όταν ξεκινάτε από 2V ή πέφτετε στα 2V. Όταν το VDD είναι κάτω από ένα συγκεκριμένο κατώτερο όριο VPOR/PDR, η συσκευή μπορεί επίσης να παραμείνει σε λειτουργία επαναφοράς χωρίς εξωτερικό κύκλωμα επαναφοράς. Η συσκευή διαθέτει έναν ενσωματωμένο προγραμματιζόμενο ανιχνευτή τάσης (PVD). Το PVD χρησιμοποιείται για την ανίχνευση VDD και τη σύγκριση με το όριο VPVD. Δημιουργείται διακοπή όταν το VDD είναι χαμηλότερο από το VPVD ή το VDD είναι μεγαλύτερο από το VPVD. Η ρουτίνα σέρβις διακοπής μπορεί να δημιουργήσει ένα προειδοποιητικό μήνυμα ή να τοποθετήσει το MCU σε ασφαλή κατάσταση. Το PVD ενεργοποιείται από λογισμικό.

10. Ρύθμιση τάσης: Ο ρυθμιστής τάσης έχει 3 τρόπους λειτουργίας: κύρια (MR), χαμηλή κατανάλωση ενέργειας (LPR) και απενεργοποίηση. Το MR χρησιμοποιείται στη λειτουργία ρύθμισης (λειτουργία λειτουργίας) με την παραδοσιακή έννοια, το LPR χρησιμοποιείται σε λειτουργία διακοπής και η απενεργοποίηση χρησιμοποιείται σε κατάσταση αναμονής: η έξοδος του ρυθμιστή τάσης είναι υψηλής σύνθετης αντίστασης, το κύκλωμα πυρήνα απενεργοποιείται, συμπεριλαμβανομένου μηδενική κατανάλωση (τα περιεχόμενα των καταχωρητών και της SRAM δεν είναι θα χαθούν).

11. Λειτουργία χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας: Το STM32F103xx υποστηρίζει 3 λειτουργίες χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η καλύτερη ισορροπία μεταξύ χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, σύντομου χρόνου εκκίνησης και διαθέσιμων πηγών αφύπνισης. Λειτουργία αναστολής λειτουργίας: μόνο η CPU σταματά να λειτουργεί, όλα τα περιφερειακά συνεχίζουν να λειτουργούν, αφυπνίζει τη CPU όταν συμβεί μια διακοπή/συμβάν. λειτουργία διακοπής: επιτρέπει τη διατήρηση των περιεχομένων της SRAM και των καταχωρίσεων με ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας. Τα ρολόγια στην περιοχή 1,8 V είναι όλα σταματημένα, οι ταλαντωτές PLL, HSI και HSE RC είναι απενεργοποιημένοι και ο ρυθμιστής τάσης τοποθετείται σε λειτουργία κανονικής ή χαμηλής ισχύος. Η συσκευή μπορεί να ξυπνήσει από τη λειτουργία διακοπής μέσω μιας εξωτερικής γραμμής διακοπής. Η εξωτερική πηγή διακοπής μπορεί να είναι μία από τις 16 εξωτερικές γραμμές διακοπής, έξοδος PVD ή προειδοποίηση TRC. Λειτουργία αναμονής: Επιδιώκοντας τη μικρότερη κατανάλωση ρεύματος, ο εσωτερικός ρυθμιστής τάσης απενεργοποιείται, έτσι ώστε η περιοχή 1,8 V να απενεργοποιηθεί. Οι ταλαντωτές PLL, HSI και HSE RC είναι επίσης απενεργοποιημένοι. Μετά την είσοδο σε κατάσταση αναμονής, εκτός από τους εφεδρικούς καταχωρητές και τα κυκλώματα αναμονής, χάνονται και τα περιεχόμενα της SRAM και των καταχωρητών. Η συσκευή βγαίνει από τη λειτουργία αναμονής όταν εμφανίζεται εξωτερική επαναφορά (ακίδα NRST), επαναφορά IWDG, ανερχόμενη άκρη στην ακίδα WKUP ή προειδοποίηση TRC. Κατά την είσοδο σε κατάσταση διακοπής ή αναμονής, το TRC, το IWDG και οι σχετικές πηγές ρολογιού δεν θα σταματήσουν.