وبلاگ شرکت در مورد ST STM32F302K8U6TR میکروکنترلرهای تک هسته ای 32 بیتی با عملکرد بالا

STSTM32F302K8U6TRمیکروکنترلرهای تک هسته ای 32 بیتی با عملکرد بالا

شركت الکترونيک شينزين مينگجيادابه عنوان یک تامین کننده ارشد در زمینه قطعات الکترونیکی، برای مدت طولانی محصولات ST STM32F302K8U6TR را تامین کرده است. به عنوان یک میکروکنترلر با عملکرد بالا بر اساس هسته ARM Cortex-M4 ،STM32F302K8U6TRبه دلیل قدرت پردازش عالی، رابط های محیطی غنی، و ویژگی های مصرف انرژی کم، الکترونیک مصرفی و برنامه های IoT تبدیل شده است.

خلاصه محصول و ویژگی های اصلی

درSTM32F302K8U6TRیک میکروکنترلر اصلی با سیگنال مخلوط است که متعلق به خط تولید سری STM32F3 است.این مدل دارای معماری هسته ای پیشرفته 32 بیتی ARM Cortex-M4 با پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) و واحد نقطه شناور (FPU) است، که عملکرد محاسباتی عالی در 72MHz را فراهم می کند.

از نظر معماری پردازنده هسته ای،STM32F302K8U6TRدارای هسته ARM® Cortex®-M4، یک پردازنده 32 بیتی RISC است که نه تنها از مجموعه دستورات Thumb-2 پشتیبانی می کند، بلکه دستورالعمل های DSP و یک FPU (Floating-Point Unit) با دقت واحد را نیز ادغام می کند،که آن را قادر می سازد تا عملیات ریاضی پیچیده و وظایف پردازش سیگنال دیجیتال را به طور موثر انجام دهد.حداکثر ۷۲ مگاهرتز حداکثر فرکانس عملیاتی ۷۲ مگاهرتز زمان پاسخ سریع را برای برنامه های کنترل زمان واقعی تضمین می کند.

از نظر تخصیص منابع ذخیره سازی، میکروکنترلرهای STM32F302K8U6TR مجهز به 64KB حافظه برنامه فلش و 16KB SRAM هستند.فراهم کردن فضای ذخیره سازی کافی برای برنامه های پیچیده متوسطحافظه فلش از شتاب خواندن برای اجرای حالت انتظار صفر پشتیبانی می کند و باعث افزایش کارایی اجرای کد می شود.

ثروت رابط محیطی یکی دیگر از برجسته ترین ویژگی های STM32F302K8U6TR است. این یکپارچه سازی انواع رابط های ارتباطی از جمله:

1 کنترل کننده CAN 2.0B

2 رابط I2C (حمایت از SMBus/PMBus)

2 رابط SPI (تا 18 Mbit/s)

3 USART (پشتبند عملکرد LIN master-slave)

1 رابط USB 2.0 با سرعت کامل

1 رابط مادون قرمز (IrDA)

این رابط ها برای اتصال انواع مختلف سنسورها، محرک ها و ماژول های ارتباطی بسیار راحت هستند.

از نظر عملکرد آنالوگ، STM32F302K8U6TR یک ADC 12 بیتی 8 کانال (1Msps sample rate) و یک DAC 12 بیتی 1 کانال را ادغام می کند.امکان پردازش مستقیم سیگنال های آنالوگ برای سناریوهای کاربردی که نیاز به جذب و تولید سیگنال های آنالوگ دارندعلاوه بر این، دستگاه STM32F302K8U6TR همچنین مجهز به هفت تایمر عمومی است (از جمله یک تایمر کنترل پیشرفته 16 بیتی) ، یک تایمر نگهبان سیستم و یک تایمر نگهبان پنجره،برای انواع مختلفی از وظایف زمان بندی و کنترل برای ارائه پشتیبانی سخت افزاری.

جزئیات پارامترهای فنی

درSTM32F302K8U6TRمیکروکنترلرها دارای مجموعه ای از پارامترهای فنی با دقت طراحی شده اند که به طور مشترک عملکرد آنها را در سناریوهای مختلف کاربرد تعیین می کنند.

واحد پردازنده اصلی STM32F302K8U6TR بر اساس یک هسته ARM Cortex-M4 است که با سرعت 72MHz کار می کند، با پشتیبانی از مجموعه دستورالعمل های DSP و یک واحد نقطه شناور تک دقت (FPU).این پیکربندی به آن یک مزیت قابل توجهی در پردازش سیگنال دیجیتال می دهد، کنترل موتور و پیاده سازی الگوریتم های پیچیده. هسته STM32F302K8U6TR بر اساس معماری 32 بیتی با پشتیبانی از مجموعه دستورالعمل Thumb-2 است،که عملکرد نزدیک به پردازنده 32 بیتی را در حالی که چگالی کد را حفظ می کند، فراهم می کند.

زیرسیستم حافظه STM32F302K8U6TR شامل 64KB حافظه فلش است که در یک ساختار 64K x 8 سازماندهی شده است تا از سرعت خواندن و ویژگی های حفاظت از کد پشتیبانی کند.و 16 کیلو بایت SRAM (16K x 8) برای فراهم کردن فضای ذخیره سازی داده ها و استیک های زمان اجرااین پیکربندی ذخیره سازی برای برنامه های کاربردی جاسازی شده متوسط مانند کنترل کننده های صنعتی، دستگاه های الکترونیکی مصرفی و ترمینال های IoT مناسب است.

برای مدیریت قدرت STM32F302K8U6TR در محدوده ولتاژ گسترده ای از 2.0V تا 3.6V کار می کند و از حالت های کم مصرف متعدد پشتیبانی می کند:

حالت خواب: فقط CPU متوقف می شود، دستگاه های محیطی در حال اجرا باقی می مانند

حالت توقف: محتوای SRAM و رژستر حفظ می شود و ساعت منطقه 1.8V متوقف می شود.

حالت آماده: حالت کمترین مصرف، فقط دامنه پشتیبان و عملیات RTC اختیاری

این حالت ها از طریق یک واحد مدیریت قدرت (PMU) با دانه های نازک اجرا می شوند که به طور قابل توجهی دوام دستگاه های باتری را افزایش می دهد.

پیکربندی های محیطی آنالوگ شامل:

8-کانال 12-bit ADC: تا 1Msps نمونه گیری سرعت، 0V به 3.6V محدوده تبدیل

DAC 12 بیتی یک کانال: با بافر خروجی و عملکرد نگه داشتن نمونه

مقایسه کننده آنالوگ: می تواند برای نظارت و فعال کردن سیگنال آنالوگ استفاده شود

این دستگاه های محیطی آنالوگ امکان اتصال مستقیم با طیف گسترده ای از سنسورها را بدون نیاز به مدارهای اضافی شرایط سیگنال فراهم می کنند.

طیف گسترده ای از دستگاه های محیطی دیجیتال در دسترس است:

تا 24 پین I/O عمومی: همه می توانند به عنوان منابع وقفه خارجی نقشه برداری شوند.

سیستم تایمر: شامل یک تایمر کنترل پیشرفته 16 بیتی (مناسب برای تولید موتور PWM) ، سه تایمر 16 بیتی عمومی و دو تایمر نگهبان.

کنترل کننده DMA: 7 کانال، پشتیبانی از حاشیه به حافظه، حافظه به حاشیه و حافظه به حافظه انتقال داده

این دستگاه های محیطی بار CPU را به شدت کاهش می دهند و کارایی کلی سیستم را بهبود می بخشند.

رابط ارتباطی به طور جامع پروتکل های اصلی را پوشش می دهد:

کنترل کننده CAN 2.0B: از انتقال مجدد خودکار و فیلتر سازی فریم پشتیبانی می کند

رابط USB 2.0 با سرعت کامل: PHY داخلی و پشتیبانی از حالت دستگاه

رابط های ارتباطی سریال چند استاندارد: از جمله USART (وضعیت UART از LIN پشتیبانی می کند) ، SPI (تا 18Mbit / s) و I2C (از SMBus / PMBus پشتیبانی می کند)

این رابط ها گزینه های انعطاف پذیر برای شبکه سازی دستگاه و گسترش سیستم را فراهم می کنند.

برای بسته بندی و محیط عملیاتی، STM32F302K8U6TR در یک بسته UFQFPN 32 پین (5x5mm) موجود است، که مطابق با RoHS است و برای طراحی PCB با تراکم بالا مناسب است.محدوده دمای کار از -40°C تا +85°C است.، که نیازهای کاربردهای صنعتی را برآورده می کند.

حوزه های کاربرد

با قابلیت پردازش سیگنال مخلوط با عملکرد بالا و رابط های محیطی غنی،STM32F302K8U6TRطیف گسترده ای از پتانسیل های کاربردی را در تعدادی از بخش های صنعتی نشان می دهد.

کنترل اتوماسیون صنعتی یک جهت کاربرد مهم STM32F302K8U6TR است.هسته Cortex-M4 داخلی آن با مجموعه دستورالعمل های DSP و واحد FPU می تواند به طور موثر الگوریتم های کنترل حرکتی مانند FOC (کنترول متمرکز بر میدان) و تنظیم PID را مدیریت کند. تایمر پیشرفته از تولید PWM برای هدایت مستقیم موتورهای سه فاز پشتیبانی می کند؛ رابط CAN ساخت شبکه های fieldbus صنعتی را تسهیل می کند.و کانال های غنی ADC را می توان برای جمع آوری سیگنال های چند سنسور استفاده کردکاربردهای معمول عبارتند از:

درایو های صنعتی

ماژول های I/O PLC (کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی)

سیستم های کنترل اینورتر

کنترل کننده های مفصل ربات صنعتی

در زمینه الکترونیک مصرفی،STM32F302K8U6TRویژگی های کم مصرف میکروکنترلر و رابط USB آن را برای دستگاه های قابل حمل ایده آل می کند. فرکانس اصلی 72MHz برای پردازش کدک های صوتی و منطق رابط کاربر کافی است.در حالی که DAC ساخته شده در می تواند برای خروجی صوتی ساده استفاده شودسناریوهای کاربردی خاص پوشش داده شده است:

پنل های کنترل خانه هوشمند

دستگاه های پزشکی دستی (به عنوان مثال گلوکومترها، مانیتورهای فشار خون)

ردیاب های ورزشی و ساعت های هوشمند

سیستم های کنترل پرواز هواپیماهای بدون سرنشین برای مصرف کنندگان

دستگاه های پایانی اینترنت اشیا نیز از مجموعه ویژگی های STM32F302K8U6TR بهره مند می شوند. حالت کم مصرف آن به طور قابل توجهی طول عمر باتری را افزایش می دهد.رابط های ارتباطی متعدد اتصال ماژول های بی سیم را تسهیل می کند، و قدرت پردازش کافی برای پردازش داده های سنسور و انجام وظایف محاسباتی لبه ای. کاربردهای معمول اینترنت اشیا شامل:

گره های حسگر بی سیم

دستگاه های هوشمند نظارت کشاورزی

ترمینال های جمع آوری پارامترهای زیست محیطی

ردیاب دارایی

در الکترونیک خودرو، اگرچه STM32F302K8U6TR یک دستگاه اختصاصی برای خودرو نیست،طیف گسترده ای از دما (-40°C تا +85°C) و عملکرد پایدار آن را برای برخی از کاربردهای غیر ایمنی حیاتی خودرو مانند::

کنترل کننده های کمکی سیستم اطلاعات و سرگرمی داخل خودرو

سیستم های کنترل تهویه مطبوع خودرو

ماژول های کنترل الکترونیکی بدن خودرو (به عنوان مثال پنجره، تنظیم صندلی)

واحدهای مدیریت شارژر داخل خودرو

الکترونیک پزشکی نیز یک حوزه کاربردی مهم برایSTM32F302K8U6TR. ADC دقیق و طراحی کم سر و صدا برای به دست آوردن سیگنال های زیستی مناسب است ، در حالی که منابع تایمر غنی می تواند برای تولید شکل موج و کنترل زمان استفاده شود. نمونه های کاربردی شامل:

تجهیزات قابل حمل برای نظارت بر بیمار

تجهیزات درمانی توانبخشی

سیستم های کنترل پمپ پزشکی

کنترل کننده های جلو برای تجهیزات تشخیصی