مدونة الشركة حول ST STM32F302K8U6TR أجهزة التحكم الدقيقة ذات النواة الواحدة ذات الأداء العالي 32 بت

STSTM32F302K8U6TRأجهزة التحكم الدقيقة ذات النواة الواحدة ذات الأداء العالي 32 بت

شركة شينزن مينغجيادا الإلكترونية المحدودةكمورد كبير في مجال المكونات الإلكترونية، كانت تزود منتجات ST STM32F302K8U6TR لفترة طويلة.STM32F302K8U6TRأصبحت جهاز تحكم صناعي بفضل قوة المعالجة الممتازة، واجهات الطرفية الغنية، وميزات استهلاك الطاقة المنخفضة، الإلكترونيات الاستهلاكية وتطبيقات إنترنت الأشياء.

لمحة عامة عن المنتج وخصائصه الأساسية

الـSTM32F302K8U6TRهو جهاز تحكم صغير للإشارات المختلطة من سلسلة منتجات STM32F3.يحتوي هذا النموذج على بنية أساسية متقدمة 32 بت ARM Cortex-M4 مع معالج إشارة رقمية متكامل (DSP) ووحدة الفقرة العائمة (FPU)والذي يوفر أداء حاسوبي ممتاز عند 72 ميغا هرتز.

من حيث بنية المعالج الأساسي،STM32F302K8U6TRيحتوي على جوهر ARM® Cortex®-M4 ، معالج RISC 32 بت الذي لا يدعم فقط مجموعة تعليمات Thumb-2 ، ولكن يدمج أيضًا تعليمات DSP وFPU (وحدة نقطة عائمة) دقيقة واحدة ،تمكينها من التعامل بكفاءة مع العمليات الرياضية المعقدة ومهام معالجة الإشارات الرقمية. 72MHz أقصى تردد تشغيل أقصى 72MHz يضمن وقت استجابة سريع لتطبيقات التحكم في الوقت الحقيقي.

من حيث تخصيص موارد التخزين ، تم تجهيز جهاز التحكم الصغير STM32F302K8U6TR بـ 64KB من ذاكرة البرامج الفلاش و 16KB من ذاكرة SRAM ،توفير مساحة تخزين واسعة للتطبيقات المتوسطة التعقيدتدعم ذاكرة الفلاش تسريع القراءة لتنفيذ حالة الانتظار الصفر، مما يعزز من كفاءة تنفيذ الشفرة.

ثراء الواجهة الطرفية هو أبرز ميزة أخرى لـ STM32F302K8U6TR. إنه يدمج مجموعة متنوعة من واجهات الاتصال ، بما في ذلك:

1 وحدة تحكم CAN 2.0B

2 واجهات I2C (دعم SMBus / PMBus)

واجهات SPI (حتى 18 Mbit/s)

3 USART (يدعم وظيفة LIN master-slave)

1 واجهة USB 2.0 فائقة السرعة

1 واجهة الأشعة تحت الحمراء (IrDA)

توفر هذه الواجهات ملاءمة كبيرة لربط أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار والمحركات ووحدات الاتصال.

من حيث الوظائف التناظرية ، يدمج STM32F302K8U6TR ADC 8-قناة 12-بيت (1Msps معدل أخذ العينات) و DAC 12-بيت 1-قناة ،تمكينها من معالجة الإشارات التناظرية مباشرة لسيناريوهات التطبيقات التي تتطلب اكتساب وإصدار إشارات التناظريةبالإضافة إلى ذلك، جهاز STM32F302K8U6TR مجهز أيضاً بسبعة توقيتات للأغراض العامة (بما في ذلك توقيت التحكم المتقدم 16 بت) ، توقيت مراقب النظام ووقيت مراقب النافذة،لمختلف أنواع مهام التوقيت والتحكم لتوفير دعم الأجهزة.

تفاصيل المعلمات التقنية

الـSTM32F302K8U6TRالميكروكيترولات لديها سلسلة من المعلمات التقنية المصممة بدقة التي تحدد معا أدائها في مختلف سيناريوهات التطبيق.

تقوم وحدة المعالجة الأساسية من STM32F302K8U6TR على وحدة ARM Cortex-M4 تعمل بسرعة تصل إلى 72 ميغا هرتز ، مع دعم مجموعة تعليمات DSP ووحدة نقطة عائمة دقيقة واحدة (FPU).هذا التكوين يعطيه ميزة كبيرة في معالجة الإشارات الرقمية، التحكم في المحركات، وتنفيذ الخوارزميات المعقدة. يقوم جوهر STM32F302K8U6TR على بنية 32 بت مع دعم لمجموعة تعليمات Thumb-2،الذي يوفر أداءً قريبًا من معالج 32 بت مع الحفاظ على كثافة الكود.

يتكون نظام الذاكرة الفرعي من STM32F302K8U6TR من 64KB من ذاكرة فلاش منظمة في بنية 64K × 8 لدعم تسريع القراءة وميزات حماية الرموز.و 16KB من SRAM (16K x 8) لتوفير مساحة لتخزين البيانات ومجموعات وقت التشغيلهذا التكوين التخزين مناسب للتطبيقات المدمجة المتوسطة التعقيد مثل أجهزة التحكم الصناعية والأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية ومحطات إنترنت الأشياء.

لإدارة الطاقة ، يعمل STM32F302K8U6TR على نطاق طاقة واسع من 2.0V إلى 3.6V ويدعم أوضاع طاقة منخفضة متعددة:

وضع النوم: يتم إيقاف وحدة المعالجة المركزية فقط ، ولا تزال الأجهزة الطرفية تعمل

وضع التوقف: يتم الحفاظ على محتويات SRAM والسجلات ويتم إيقاف ساعة المنطقة 1.8 فولت.

وضع الاستعداد: وضع أقل طاقة، نطاق احتياطي فقط وتشغيل RTC اختياري

يتم تنفيذ هذه الأوضاع من خلال وحدة إدارة الطاقة الدقيقة (PMU) التي تمدد بشكل كبير استمرارية الأجهزة التي تعمل بالبطاريات.

تشكيلات الأجهزة المحيطية التناظرية تشمل:

8-قناة 12-بيت ADC: ما يصل إلى 1Msps معدل العينة، 0V إلى 3.6V نطاق التحويل

جهاز تحويل الكتروني ذو 12 بت قناة واحدة: مع عازل الخروج ووظيفة احتجاز العينات

مقارنة التناظرية: يمكن استخدامها لمراقبة الإشارة التناظرية وإطلاقها

هذه الأجهزة الطرفية التناظرية تجعل من الممكن التفاعل مباشرة مع مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار دون الحاجة إلى دوائر إضافية لتكييف الإشارة.

مجموعة واسعة من الأجهزة الطرفية الرقمية متاحة:

ما يصل إلى 24 دبوس إدخال/إخراج عامة الغرض: يمكن تعيين جميعها كمصادر انقطاع خارجية.

نظام توقيت: يتضمن توقيت التحكم المتقدم 16 بت (مناسب لتوليد PWM للحركات) ، ثلاثة توقيتات 16 بت للأغراض العامة ، واثنين من توقيتات الكلب الحارس.

وحدة تحكم DMA: 7 قنوات ، تدعم نقل البيانات من المحيط إلى الذاكرة ، والذاكرة إلى المحيط والذاكرة إلى الذاكرة

هذه الأجهزة الطرفية تقلل إلى حد كبير من العبء على وحدة المعالجة المركزية وتحسين الكفاءة العامة للنظام.

واجهة الاتصال تغطي بشكل شامل البروتوكولات الرئيسية:

وحدة تحكم CAN 2.0B: تدعم إعادة الإرسال التلقائي وتصفية الإطار

واجهة USB 2.0 كاملة السرعة: PHY المدمجة ودعم وضع الجهاز

واجهات الاتصال المتسلسل متعددة المعايير: بما في ذلك USART (وضع UART يدعم LIN) ، SPI (حتى 18Mbit / s) و I2C (يدعم SMBus / PMBus)

توفر هذه الواجهات خيارات مرنة لشبكات الأجهزة وتوسيع النظام.

للتعبئة والبيئة التشغيلية ، STM32F302K8U6TR متوفر في حزمة UFQFPN (32pin) (5x5mm) ، والتي تتوافق مع RoHS ومناسبة لتصميم PCB عالي الكثافة.نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 °C إلى +85 °C، والتي تلبي متطلبات التطبيقات الصناعية.

مجالات التطبيق

مع قدرتها عالية الأداء في معالجة الإشارات المختلطة وواجهات الطرفية الغنية،STM32F302K8U6TRتظهر مجموعة واسعة من إمكانيات التطبيق في عدد من القطاعات الصناعية.

التحكم في الأتمتة الصناعية هو اتجاه تطبيق مهم لـ STM32F302K8U6TR.يمكن أن تتعامل بشكل فعال مع خوارزميات التحكم الحركية مثل FOC (تحكم الموجه إلى الميدان) وتنظيم PID. يدعم المؤقت المتقدم توليد PWM لتشغيل محركات ثلاثية المراحل مباشرة ؛ واجهة CAN تسهل بناء شبكات الحافلات الميدانية الصناعية ؛ويمكن استخدام قنوات ADC الغنية لاكتساب إشارات مستشعرات متعددةتطبيقات نموذجية تشمل:

محركات خدمة صناعية

وحدات I/O PLC (مراقب منطق قابل للبرمجة)

أنظمة التحكم في المحول

أجهزة تحكم مفاصل الروبوت الصناعي

في مجال الإلكترونيات الاستهلاكية،STM32F302K8U6TRميزات المتحكم الصغير منخفضة الطاقة وواجهة USB تجعله مثاليا للأجهزة المحمولة. تردد 72 ميغا هرتز الرئيسي يكفي للتعامل مع برامج التعليمات الصوتية ومنطق واجهة المستخدم،بينما يمكن استخدام DAC المدمج لإنتاج صوت بسيطيتم تغطية سيناريوهات تطبيق محددة:

لوحات تحكم منزلية ذكية

الأجهزة الطبية المحمولة (مثل مقاييس الجلوكوز، أجهزة قياس ضغط الدم)

أجهزة تتبع اللياقة البدنية والساعات الذكية

أنظمة التحكم في الطيران من الطائرات بدون طيار ذات المستوى الاستهلاكي

تستفيد أجهزة IoT النهائية أيضًا من مجموعة ميزات STM32F302K8U6TR.واجهات الاتصال المتعددة تسهل توصيل الوحدات اللاسلكية، وقوة معالجة كافية للتعامل مع بيانات المستشعرات وأداء مهام الحوسبة الحافة. تشمل تطبيقات إنترنت الأشياء النموذجية:

عقدة مستشعرات لاسلكية

أجهزة مراقبة زراعية ذكية

محطات جمع المعلمات البيئية

أجهزة تتبع الأصول

في إلكترونيات السيارات، على الرغم من أن STM32F302K8U6TR ليس جهازًا مخصصًا للسيارات،مجموعة درجات الحرارة الواسعة (-40 °C إلى + 85 °C) والأداء المستقر تجعلها مناسبة لبعض تطبيقات السيارات غير الحرجة للسلامة مثل::

أجهزة التحكم الإضافية لنظام المعلومات والترفيه داخل المركبة

أنظمة التحكم في تكييف الهواء للسيارات

وحدات التحكم الإلكترونية لجسم السيارة (مثل النافذة، ضبط المقعد)

وحدات إدارة الشاحنات داخل المركبة

الإلكترونيات الطبية هي أيضا مجال تطبيق مهمSTM32F302K8U6TR. تصميم ADC الدقيق والضوضاء المنخفضة مناسبة لاكتساب الإشارات الحيوية ، في حين يمكن استخدام موارد توقيت الغنية لتوليد شكل الموجة والتحكم في التوقيت. تشمل أمثلة التطبيق:

معدات مراقبة المرضى المحمولة

معدات علاج إعادة التأهيل

أنظمة تحكم المضخات الطبية

أجهزة التحكم الأمامية للمعدات التشخيصية