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大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

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fengye5340 发布时间:2014-5-15 15:52
    今天为大家分享一些自己的东西,希望对那些入门的“小白”工程师们有所帮助,那些精通STM32的高手和大侠们,也欢迎来交流和指导,并给我们的设计提出宝贵经验,真是不胜感谢!* ^0 H0 q" Z2 L0 s3 n
  
: R7 l$ f% u8 l" o    无论你是学生还是刚毕业的工程师,在进入工业控制领域的应用中,不可避免地要使用MCU进行控制板的硬件设计和软件设计。当今的MCU型号众多,层出不穷,让一些刚入此门的“攻城师”们有点无所适应,到底哪个MCU才是适合的。现在8位的51/STC/PIC/AVR仍然火热,MSP430越来越低功耗,ARM-MO/M3/M4内核更是红了半别天。在这么多型号中,找到适合自己的MCU还是要花费一些时间的。俗话说,“样样通,不如一样精”,MCU的原理都是一样的,当你花费很多时间去熟悉不同MCU型号开发的同时,还不如多拿出些时间来,专门研究一种或几种MCU型号,人的精力毕竟是有限的,对新手来说,同时精通几种MCU产品开发是很难的。因为应用场合的不同,比较好的方法是,在8位/16位/32位产品中,各自找一个代表性的产品进行深入研究。( O' }, w$ ^! [3 U7 e8 v- Z
4 ^$ j. t% c% ^# Z! C( s" F
   因为不同厂家的推广力度不同,现在在32位MCU应用中,比较热门的当属ST系列产品,ST产品M0/M3/M4更是型号众多,选择广泛,在硬件设计中,你不可能把花费几个月时间设计的控制板上的控制器型号轻易改变,这样的时间成本太昂贵了。因此,我们在选择ST控制器型号上,也是费了不少心思,最终选择了一款STM32F103VCT6控制器芯片,这个引脚兼容STM32F107VCT6,100PIN,资源适合,速度够快,对于一般的工业控制应用足够了。
1 t/ F: d) ?! {, | 

) C9 }& L7 b3 r; n( }0 ASTM32工业级控制板硬件设计讲解
& q3 m' g2 h6 ]' {5 L( b1 a+ O    我们在与非平台的摩尔吧上,发布了基于这个控制板的硬件讲解视频。
# z  ?1 z. a6 D! @9 a    链接如下:现在课程是免费的,大家有感兴趣的,可以去观看& H, a1 @' j) H  x9 }- F
    3 P3 ]; ]5 u( G* x
    https://www.moore8.com/courses/164#/course/1643 q8 _9 m! j; I7 I7 f5 W' _
  
7 X" `6 }& e- h, _STM32工业级控制板硬件简介
# y' P7 `2 X' n3 W& r+ b0 ?       + n% Z5 \3 s7 K) j' U
   这个是控制板实物图片。" d0 w3 g; n/ [
  
IMG_20140504_135019.jpg
1 D) E& ~% L9 h  T. p7 O* Q       STM32F103VCT6工业应用控制板--反面.jpg # l" O* ?! r2 m* [; c( c
# j# B4 ?9 S. m( j# k
      
* f; {7 E  A4 z" t1、电源供电:12V-40V宽输入范围,带过压保护,过流保护。5 [8 Z6 ~4 ]0 v9 g6 D; ]
2、两级供电方式:LM2575/LM2576DC-DC开关电源--5V输出,AMS117-3.3V-3.3V输出。
0 C; a0 ]7 D& D4 f* h3、数字量输出:8路达林顿管ULN2803带光耦隔离输出,外部12-24V独立DC-DC芯片供电,每路IO驱动能力500mA。* G$ C# k" J1 o2 Y
4、模拟量输入:8路光耦隔离输入通道,每两路共用一地平面,带74HC245芯片驱动。% G. }9 q+ Z% n6 {' b" d+ V! a
5、继电器输出:8路达林顿管ULN2803带光耦隔离输出,外部12-24V独立DC-DC芯片供电,带阻容电流吸收,每路最大4A电流,带自恢复保险。/ Y* W* C3 H# g6 T" N: ]
6、主芯片:     100QFP封装的STM32F103VCT6。支持SWD方式下载及仿真调试。! o% ~  P; R6 h' o4 D( B
7、板载一个蜂鸣器:采用2N7002 MOS管驱动。
( S) Z( p: ~. T0 ]! B0 B8、板载RTC实时时钟,CR1220封装电池座。* T9 N! g0 h6 y4 H8 o0 _4 A% R
9、板载 Fujitsu MB85RC04 铁电存储器 容量512字节。
. P! g* ?5 g  Y: ^0 r10、板载RS232/RS485通信接线端子,方便外接扩展子板。9 G. |, e5 e! K6 V7 Z4 w, U
11、板载MORNSUN隔离电源模块:
& [  Q6 B4 S9 H: e6 m+ o: ?' N* K    分为:5V输入, 带隔离5V/100mA输出, @+ B: l4 d8 A6 {- @* J+ J
          24V输入,带隔离+-12V/200mA输出,外部端子引出。
# s4 I1 a. w2 P8 ~1 P& B- E12、/ Y5 S. ^* n, B5 U" F& ^' Q. p
    带有FPC液晶屏接口,兼容RA8806 5.7英寸320*240工业级触摸屏,FSMC 8位-总线方式驱动" `8 F4 O; S$ `! [; w  E% G& `/ \
    带有40PIN TFT液晶屏接口,兼容目前常用ILI9320/ILI9341/SSD1289等液晶屏,FSMC 16位-总线方式驱动
: j$ Z) M4 n; V+ ]13、引出6路PWM引脚及霍尔接口引脚,可以实现BLDC电机驱动及DAC输出8 `' ]3 Y( p" h2 U8 P, r
14、采用2路独立运放芯片:TI LMC6484A芯片。3 c  G/ Y2 i4 T( `0 t$ h. @
    外部2.048V参考源:  TI  LM4040A20芯片+ u/ k5 L7 c  [! n- ^
    可实现两路0-10V模拟电压采集,两路0-200mA的电压采集。
# `3 }& v: k' E15、外扩SPI总线,可以外接24bitADC,满足高精度数据采集应用。
7 }5 `4 h# G0 \% v2 H" Q16、采用工业级接线端子,引脚支持热插拔。 7 @, I/ X+ J! n3 M
大家一起来学习计划:, i1 F. N/ P, `

1 D# _: b  @1 t   在这里,如果有对控制板感兴趣的,可以跟帖留言,想对板子保留哪些功能,去掉哪些功能,增加那些功能(此板整体价格较高!)打造一个属于自己的DIY硬件平台。我们修改后的板子,会将整体价格降至一个合理水平,然后打样PCB,大家可以自己购买元器件,进行焊接。后续,我们会讲解基于该板子的软件设计,方便大家进一步学习。
+ \) b# i+ e5 n: o0 a; b0 S2 M
赞 收藏 2 评论32 发布时间:2014-5-15 15:52

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32个回答
cvi670 回答时间:2015-2-5 20:39:35
等了  这么长时间了  为什么  还没有动静啊    赶紧公布图 或者继续 办活动吧
yjwpm 回答时间:2014-10-29 14:57:20
这种程度也敢叫工业级,最多也就是一个学习板,不要以为加了几个光耦就可以称作工业级,这种级别离工业级差远了....
潘建伟 回答时间:2014-11-22 12:44:00
嘿嘿   想学习一下哦 谢谢咯
那片清茶 回答时间:2014-5-15 16:02:08

RE:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

工业级的确实有很大的难度。。。
MrJiu 回答时间:2014-5-15 16:06:56

RE:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

貌似很强大...
沐紫 回答时间:2014-5-15 16:08:51

回复:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

确实目前小贵,大家根据需要精简,降低成本,
Shaopus 回答时间:2014-5-15 16:17:40

RE:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

一般吧。。加那么多光耦就是工业级?
Shaopus 回答时间:2014-5-15 16:33:05

RE:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

LM2596最大电流3A, 开关频率150KHz。/ L0 A. ~. {) B- X; w
LM2575最大电流1A, 开关频率50kHz。
( V/ ~0 ~. n4 p- o9 v7 `0 p+ n5 B) V2596的电感和电容可以更小,纹波也更小。
* E: g- s6 `5 Q% d9 H+ A正品价格相差1快这样。
fengye5340 回答时间:2014-5-15 17:00:20

回复:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

回复第 6 楼 于2014-05-15 16:33:05发表:
, ^& W4 u+ x2 [: |$ w( @9 Q5 P% I, [LM2596最大电流3A, 开关频率150KHz。
' S# m# L, g5 J4 B) b- y& WLM2575最大电流1A, 开关频率50kHz。
; p4 o1 W0 C/ ]0 \) ]+ q1 H2596的电感和电容可以更小,纹波也更小。# ^) R& J9 m9 S' A; D
正品价格相差1快这样。 
9 ]" s$ B5 u+ [6 n8 a/ t4 C; a% P/ r) }) v: _1 I$ N
多谢回复,这个板子上通用LM2596/LM2576/LM2575,需要调整的是输入输出电容,和电感值。除非是大负载应用,一般2575足够了,电源输入端有防反接保护二极管,最大限流1A,在应用大负载时,才会去掉,DC-DC有很大兼容性的。
Shaopus 回答时间:2014-5-15 17:06:42

RE:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

是的。我现在的疑问是什么才叫工业级,隔离?保护?
( [# V, q; A& i3 M还有个建议是在电源输入端加个整流桥可以防反接,正负接错还是可以通电的。。如果不介意整流桥的压降。
cvi670 回答时间:2014-5-15 17:24:21

RE:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

不错 喜欢楼主的设计 会继续关注
mcu3210 回答时间:2014-5-15 18:23:36

RE:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

RS232/RS485预留了几路呢? can有无接口呢?
fengye5340 回答时间:2014-5-15 19:34:58

回复:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

回复第 8 楼 于2014-05-15 17:06:42发表:! T3 t8 F' @0 l& [7 g
是的。我现在的疑问是什么才叫工业级,隔离?保护?+ b: O: i0 i6 W$ X1 g
还有个建议是在电源输入端加个整流桥可以防反接,正负接错还是可以通电的。。如果不介意整流桥的压降。 
  X9 @. z9 @% f$ I4 {' P+ p! ]( L  O- ]/ J7 v+ B; w
工业级应用的特点是追求高稳定性,抗干扰性,因为环境恶劣,除了要考虑隔离,保护这些基本内容外,用的器件也是很关键的。
9 U! V* _6 n7 Y5 U. m现在的IC芯片分为三个等级,商用级,工业级,军用级,芯片的工作稳定性和温度是差别很大的,所以价格也不一样。2 Z& L) c% S: |" h; ~, J
同样型号的芯片,工业级比商业级要贵不少钱,所以设计时,要整体来考虑。要不成本会不可控的。
3 Z+ O8 t: z+ |( O  m你说的是正反接电路,在这个板子上,没有应用,电路也很简单,就是四个1N4007,但是会占用面积,这里只用了一个,可以防止反接的时,不会工作。在实现功能的情况下,能减少器件还要减少的。
Shaopus 回答时间:2014-5-16 09:06:21

RE:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

亲生体验过用一个二极管,电源反接,电容火花四溅的场景,电源芯片不能工作。
) u. p8 x0 q+ ]0 L/ J% V1 j
' }2 k& P( e" C我的感觉一个二极管不够保险。这只是我的建议。
feel-376797 回答时间:2014-5-16 10:44:52

RE:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

采用2路独立ADC芯片:TI LMC6484A芯片.LMC6484A是ADC芯片?
fengye5340 回答时间:2014-5-16 10:55:24

回复:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

回复第 13 楼 于2014-05-16 10:44:52发表:
# {" P( ]5 S: H5 L# [采用2路独立ADC芯片:TI LMC6484A芯片.LMC6484A是ADC芯片? - Q% ?* ~" y1 |

* _, w$ {" S! |. t9 f% p笔误,多谢指正,是两个CMOS运放的
fengye5340 回答时间:2014-5-16 10:56:55

回复:大家一起来学习STM32工业级控制板制作及开发

回复第 9 楼 于2014-05-15 17:24:21发表:1 i$ P: t& i* z. e: m
不错 喜欢楼主的设计 会继续关注 6 ^6 \7 b* V% m4 K+ l$ c0 P& f
! k0 K' B5 ?/ j# I, l
多谢支持啊,呵呵
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