مدونة الشركة حول ST STM32F091VCH6 32 بت ARM Cortex-M0 MCU خط وصول

STSTM32F091VCH632 بت ARM Cortex-M0 MCU خط الوصول

كموزع محترف في مجال المكونات الإلكترونيةشركة شينزين مينغجيادا الإلكترونية المحدودةكان يزود STSTM32F091VCH6وحدات الكمبيوتر المعتادة القائمة على قلب ARM Cortex-M0 لفترة طويلة، وهو وحدة تحكم صغيرة 32 بت بأداءها العالي، وأجهزة الطرفية الغنية واستهلاك الطاقة المنخفض،وقد أظهرت مجموعة واسعة من إمكانيات التطبيق في مجالات التحكم الصناعي، الإلكترونيات الاستهلاكية، والإنترنت من الأشياء.

لمحة عامة عن المنتج والهندسة المعمارية الأساسية
STM32F091VCH6هو وحدة التحكم الدقيقة الرئيسية من 32 بت من ST ، تنتمي إلى خط منتجات سلسلة STM32F0 من الرقائق عالية الأداء ،الذي يشغل مكانة مهمة في تصميم النظام المدمج بسبب تكوينه المتوازن للأداء وفعالية التكلفة.

من حيث الهندسة المعمارية الأساسية ، تم تجهيز STM32F091VCH6 بـ 48MHz ARM Cortex-M0. هذه الهندسة المعمارية ، على الرغم من أنها تنتمي إلى تصميم مستوى دخول ARM ،تم تحسينه من قبل ST لتوفير كفاءة ممتازة من 0.95 DMIPS/MHz. يعتمد المعالج تصميم خط أنابيب من ثلاث مراحل ويدعم مجموعة تعليمات Thumb-2،توفير أداء قريب من مستوى Cortex-M3 مع الحفاظ على ميزة كثافة الكودمن الملاحظة بشكل خاص ، يدمج النواة جهاز تحكم انقطاع متداخل (NVIC) الذي يدير ما يصل إلى 32 مصدر انقطاع ذات أولوية قابل للبرمجة ،توفير ضمانات استجابة موثوقة للتطبيقات في الوقت الحقيقي.

من حيث تكوين الذاكرة ، يوفر STM32F091VCH6 256KB من ذاكرة فلاش و 32KB من SRAM ،مزيج من القدرات التي تمكنه من التعامل مع خوارزميات التحكم المعقدة نسبيا وتطبيقات متعددة المهام.تدعم ذاكرة فلاش تسريع القراءة ، مما يتيح الوصول إلى حالة الانتظار الصفرية ويضمن كفاءة تنفيذ الرموز بسرعة كاملة تبلغ 48 ميغاهرتز. تم تجهيز SRAM بوظيفة تعادل الأجهزة ،والذي يزيد من موثوقية النظام في البيئات الكهرومغناطيسية القاسيةبالإضافة إلى ذلك ، يوفر STM32F091VCH6 منطقة SRAM مخصصة 8KB يمكن استخدامها لمجموعات الاتصالات أو احتياجات تخزين البيانات المحددة.

من حيث الحزمة والحزمة ، يتوفر STM32F091VCH6 في حزمة LQFP100 ويوفر ما يصل إلى 87 دبوس GPIO (مدخل / خروج عام) ،معظمها متعدد التركيب ويمكن تكوينها بمرونة كواجهات لأجهزة الطرفية المختلفةمع حجم الحزمة من 14x14mm، رقاقة STM32F091VCH6 مناسبة للتطبيقات المدمجة مع متطلبات مساحة أكثر استرخاء.نطاق درجة حرارة تشغيل رقاقة STM32F091VCH6 يغطي المعيار الصناعي من -40 °C إلى +85 °C، ويمكن أن تدعم أيضا نطاق درجة الحرارة الصناعية الموسعة من -40 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية.

واجهات وميزات الأجهزة الطرفية
الـSTM32F091VCH6ويعرف جهاز التحكم الصغير بتكوينه الغني من واجهات الطرفية، والتي يمكن أن تلبي الاحتياجات المتنوعة للأنظمة المدمجة المعقدة.

بالنسبة لواجهات الاتصالات ، يدمج STM32F091VCH6 ما يصل إلى 8 واجهات USART تدعم الاتصالات المزامنة / غير المزامنة ، وضع LIN master-slave ، تشفير IrDA الأشعة تحت الحمراء وتفكيكها ،وضع البطاقة الذكيةثلاث من واجهات USART تدعم بروتوكول ISO7816 للاتصال المباشر لقراء البطاقات الذكية.تم تجهيز STM32F091VCH6 بواجهتين SPI (18Mbit/s) و 2 واجهة I2C (دعم الوضع السريع بالإضافة إلى 1Mbit/s)، يوفر حل اتصال مرن لشبكات أجهزة الاستشعار وحدات العرض وغيرها من الأجهزة الطرفية. من الملاحظة بشكل خاص أن STM32F091VCH6 يتضمن CAN 2.0B جهاز تحكم نشط يدعم معدلات الاتصال تصل إلى 1Mbit/s، مما يسمح بالاندماج السهل في الأتمتة الصناعية، والإلكترونيات السيارات، وغيرها من سيناريوهات التطبيقات التي تتطلب الاتصالات الحافلة CAN.

وحدة الوظائف التناظرية هي ميزة أخرى من STM32F091VCH6. الشريحة لديها محول ADC مدمج 12 بت مع 16 قناة خارجية وثلاثة قنوات داخلية (مستشعر درجة الحرارة،التشغيل الداخلي للجهد المرجعي ومراقبة VBAT)، معدل تحويل 1MSPS ودعم لتحديد العينات على الأجهزة ، والتي يمكن أن تزيد من الدقة الفعلية إلى 16 بت. The STM32F091VCH6 microcontroller also integrates two 12-bit DAC channels that support a variety of trigger modes and waveform generation functions to directly drive analogue loads or generate control signalsجنبا إلى جنب مع مكبرات مكاسب قابلة للبرمجة (PGAs) ومقارنات ، تشكل هذه الأجهزة الطرفية التناظرية حلًا كاملًا لسلسلة الإشارة لمجموعة واسعة من أنظمة الاستشعار والتحكم.

بالنسبة للنظام الفرعي للتوقيت والتحكم، يوفر نظام STM32F091VCH6 سبعة مؤقتات 16 بت ومؤقتة 32 بت، بما في ذلك:
1 مؤقت تحكم متقدم (TIM1) يدعم 6 مخرجات PWM وإدخال وقت ميت ، مناسب لتطبيقات تحكم المحرك
1 مؤقت للأغراض العامة (TIM2) مع قدرة العد 32 بت
5 أجهزة توقيت ذات غرض عام (TIM3/TIM14/TIM15/TIM16/TIM17)
1 مؤقت مراقب مستقل و 1 مؤقت مراقب نافذة لتعزيز موثوقية النظام
مؤقت SysTick من 1 إلى 24 بت لضربات نظام التشغيل أو تأخير الدقة

يعكس تصميم نظام الساعة مرونة STM32F091VCH6. تدعم الشريحة مذبذب بلور خارجي 4-32 ميغاهرتز ومذبذب RC داخلي 16 ميغاهرتز / 48 ميغاهرتز.مع PLL مدمج لضرب الساعةبالإضافة إلى ذلك ، يتم دمج مذبذب كريستالي خارجي منخفض السرعة 32 كيلو هرتز (LSE) ومذبذب RC منخفض السرعة الداخلي (LSI) لتوفير مصادر الساعة لطرق الساعة في الوقت الحقيقي (RTC) وأوضاع الطاقة المنخفضة.هذا التصميم مصدر عدة ساعات يضمن متطلبات الأداء مع تلبية سيناريوهات التطبيق منخفضة الطاقة.

إدارة الطاقة وميزات الطاقة المنخفضة
الـSTM32F091VCH6يتفوق في إدارة الطاقة. تم تصميم جهاز التحكم الصغير مع بنية طاقة متقدمة ، يدعم نطاقًا واسعًا من التوتر من 2.0V إلى 3.6V ،والتي يمكن تشغيلها مباشرة بواسطة بطارية ليثيوم أيون أو استخدامها مع مصادر طاقة مختلفة قابلة للتحكم.

الـSTM32F091VCH6يوفر مجموعة متنوعة من أنماط الطاقة المنخفضة التي يمكن اختيارها بمرونة لتحسين استهلاك الطاقة في النظام وفقًا لمتطلبات التطبيق:
وضع النوم: فقط وحدة المعالجة المركزية تتوقف عن العمل، والأجهزة الطرفية تستمر في التشغيل، ووقت الاستيقاظ قصير جدا.
وضع التوقف: يتم الحفاظ على SRAM والمسجلات ، يتم إيقاف تشغيل الساعة الرئيسية ، ويتم إيقاف تشغيل نطاق 1.8 فولت ، وتستهلك التيار النموذجية 10μA فقط.
وضع الاستعداد: الحالة الأقل طاقة، فقط مجال النسخ الاحتياطي وRTC الاختيارية تظل تعمل، استهلاك التيار الحالي منخفض إلى 2μA
وضع VBAT: يتم تشغيله بواسطة البطارية عبر دبوس مخصص ، يتم الحفاظ على سجلات RTC والاحتياطي فقط

تنظيم الجهد الديناميكي هو ميزة أخرى لتوفير الطاقة من STM32F091VCH6.تحتوي الرقاقة على منظم فولتاج قابل للبرمجة مدمج يقوم بتعديل فولتاج النواة ديناميكياً وفقًا لتردد تشغيل وحدة المعالجة المركزيةعلى سبيل المثال ، عندما تعمل وحدة المعالجة المركزية بسرعة كاملة عند 48 ميغا هرتز ، يوفر المنظم 1.8 فولت من الجهد الأساسي ؛ بينما في الترددات المنخفضة ،يمكن تخفيض الجهد تلقائيًا إلى 1.5 فولت أو 1.2 فولت، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة الديناميكية.

لمراقبة الطاقة ، يدمج STM32F091VCH6 دائرة إعادة تشغيل الطاقة (POR) / إعادة تشغيل الطاقة (PDR) ، ومستشعر الجهد القابل للبرمجة (PVD) ، ووظيفة BOR منخفضة الطاقة (إعادة تشغيل البني).هذه الميزات تضمن التشغيل الموثوق به للنظام خلال تقلبات الطاقة أو طاقة بطارية منخفضةمما يجعلها مناسبة بشكل خاص للأجهزة المحمولة والموفرة بالبطاريات.تجدر الإشارة إلى أن STM32F091VCH6 يدعم أيضًا الاستيقاظ من وضع Stop عن طريق انقطاع خارجي أو حدث محدد مع وقت الاستيقاظ أقل من 5μs، لتحقيق توازن مثالي بين الاستجابة السريعة واستهلاك الطاقة المنخفضة.

سيناريوهات التطبيق
مع تكوين الأداء المتوازن وموارد الطرفية الغنية،STM32F091VCH6تظهر مجموعة واسعة من إمكانيات التطبيق في قطاعات صناعية متعددة.

مجال التحكم الصناعي هو سيناريو تطبيق نموذجي لهذا جهاز التحكم الدقيق. واجهة CAN و USART المتعددة جعلها مثالية لجهاز التحكم التنظيمي (PLCs) ،ووحدات تحكم الروبوت الصناعيفي هذه التطبيقات يمكن أن STM32F091VCH6 التعامل في وقت واحد الاتصالات الحديدية، التحكم في المحرك متعددة المحاور (عن طريق خروجات PWM مؤقتة متقدمة)ومختلف الاستحواذات على إشارات المستشعرات (عبر أجهزة ADC ذات 12 بت)على سبيل المثال، في خطوط الإنتاج الآلية،الشريحة قادرة على مراقبة المعلمات مثل درجة الحرارة والضغط في الوقت الحقيقي والتواصل مع جهاز كمبيوتر المضيف عن طريق حافلة CAN للسيطرة على الحلقة المغلقة.

تستفيد تطبيقات الإلكترونيات الاستهلاكية أيضًا من مجموعة ميزات STM32F091VCH6. في الأجهزة المنزلية الذكية ، يتيح جهاز التحكم الدقيق ضبابية LED وتنظيم سرعة المحرك (مثل:المروحة الذكية) عبر PWM، يتصل بأجهزة الاستشعار البيئية باستخدام واجهة I2C ، ويقود شاشة TFT عبر SPI. خصائصه منخفضة الطاقة مناسبة بشكل خاص للتحكم عن بعد اللاسلكي ،أقفال الأبواب الذكية والأجهزة الأخرى التي تعمل بالبطاريات، التيار الاحتياطي منخفض حتى ميكرو أمبير يمكن أن يطيل بشكل كبير من عمر المنتج.

أجهزة الاتصال هي اتجاه تطبيق مهم آخر. دعم بروتوكولات متعددة من STM32F091VCH6 تمكنه من بناء أجهزة بوابة للاتصالات المتسلسلة إلى WiFi / Bluetooth.8 واجهات USART تسمح بالاتصال المتزامن لعدة أجهزة Modbus RTU، ويتم ضمان سلامة البيانات من خلال وحدة حساب CRC المدمجة. في عقد حافة إنترنت الأشياء ، يمكن للشريحة القيام بمهام اكتساب البيانات وتحويل البروتوكول ومعالجة محلية ،تقليل العبء على السحابة.

يحتاج مجال الإلكترونيات الطبية إلى وظيفة معايرة ADC عالية الدقة والبرمجيات من STM32F091VCH6.يمكن دمج الرقاقة في الأجهزة الطبية المحمولة مثل مقاييس الجلوكوز ومراقبي ضغط الدم لقياس الإشارات الكهربائية الحيوية وبيانات المستشعر بدقة، ووظيفة تكافؤ الأجهزة في SRAM تضمن موثوقية البيانات الطبية الحرجة وتلبية معايير السلامة للأجهزة الطبية ذات الصلة.