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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!
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    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。
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   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。
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5 N( E  v5 p) J% uSTM32工业级控制板硬件设计讲解! w: K# j5 t, k" Q
    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。
) @* g5 o5 t1 V2 n! j' X! F9 O* P' l    链接如下:现在课程是免费的,大家有感兴趣的,可以去观看0 y+ f0 T9 z* |
    7 u- x; h" C5 o: ?3 T5 R' J
    https://www.moore8.com/courses/164#/course/164- C/ Q* s& D+ s1 l/ X3 h. }  Q
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STM32工业级控制板硬件简介
! w" U: _" W/ l$ |( b, d' D6 k5 j7 t5 V       " R2 ]( y7 w1 g3 O- b/ _4 I
   这个是控制板实物图片。9 {( ^9 I: ~* K0 }0 }
  
IMG_20140504_135019.jpg 0 v: Y0 m5 M0 H! B
       STM32F103VCT6工业应用控制板--反面.jpg
7 d. T* C) T* v2 b2 v; s. ^" s: i0 j9 z0 K/ j& @( a6 z+ a2 ~
      
6 m$ R& i+ q+ g; Z  q# }. ~1、电源供电:12V-40V宽输入范围,带过压保护,过流保护。) w" Z9 e5 |. s6 y7 v1 K1 H) P
2、两级供电方式:LM2575/LM2576DC-DC开关电源--5V输出,AMS117-3.3V-3.3V输出。
& D  F( h4 A6 |3、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。
* |% S0 q4 q; ^: W: q' l  t4、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。! P/ q; E# ^- D" q! ]. Y5 a  i. ?
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。" C( }. x1 P; U. T% z0 ~
6、主芯片:     100QFP封装的STM32F103VCT6。支持SWD方式下载及仿真调试。
0 F4 r. @3 r' r9 w# |, N7、板载一个蜂鸣器:采用2N7002 MOS管驱动。) J7 G% L* s! C
8、板载RTC实时时钟,CR1220封装电池座。
8 {! |% l3 l) C% ~( _9、板载 Fujitsu MB85RC04 铁电存储器 容量512字节。
7 r- ~7 c1 @+ X9 X! |! J; L2 N10、板载RS232/RS485通信接线端子,方便外接扩展子板。
. _. w+ Z2 i5 V% U3 ^2 V( q! L11、板载MORNSUN隔离电源模块:
3 v! G4 d& g& M: ?1 d    分为:5V输入, 带隔离5V/100mA输出
5 g! u  i8 j1 F% e9 G' \+ A2 k8 J          24V输入,带隔离+-12V/200mA输出,外部端子引出。! T' R. [/ v& @2 ?. J
12、1 G" K# @/ e  H
    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
& ]- k2 G) c3 {8 j9 W. R+ n8 @& I+ U    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5 W) h6 Y8 r) H! m! v( H( I
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
2 j( X" W9 [; o+ v0 i& o14、采用2路独立运放芯片:TI LMC6484A芯片。
; X* N2 k5 f  E    外部2.048V参考源:  TI  LM4040A20芯片- ?3 c  v9 h: L+ c1 \. X0 e* R
    可实现两路0-10V模拟电压采集,两路0-200mA的电压采集。
4 x8 x* m8 h5 F$ u! @' [* A6 U15、外扩SPI总线,可以外接24bitADC,满足高精度数据采集应用。
, O4 i6 ^/ `9 h1 G& G, j- L$ r, `16、采用工业级接线端子,引脚支持热插拔。
, H1 p: R. j, d  q" i; E" w7 J' l大家一起来学习计划:
) y( F) o" u2 h- k% n" D: f3 ?; N- L9 }3 E7 o
   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。
5 m7 X- u; }  M; s: V( J0 O7 d+ n" ?
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。9 T; e# i! }; Z' {2 ^. j/ ^
LM2575最大电流1A, 开关频率50kHz。" |* l1 a- b/ ?3 h
2596的电感和电容可以更小,纹波也更小。
# |; Y# e- i$ V) _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:
3 }( p7 s; s# N7 b' ILM2596最大电流3A, 开关频率150KHz。& _! Q/ W8 \# q' s+ l- u
LM2575最大电流1A, 开关频率50kHz。2 z9 F8 r) P! U% h# u2 G
2596的电感和电容可以更小,纹波也更小。. V8 _9 ?5 H1 z! B
正品价格相差1快这样。 
+ W$ b6 J- E$ h! Y6 f8 o* G( G% {. V: [) 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?' O4 |: H0 |( {8 w& u' 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。
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:$ ?/ H, A- }* h; b/ g1 C: Y
是的。我现在的疑问是什么才叫工业级,隔离?保护?- w$ ~6 W2 _& e$ z6 f: I
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。 
8 k1 E% X% U+ G
. ]  S5 u$ n* R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。: Q2 ]  b& N& ~0 o& k
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。' W# f# P7 o  K2 v
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。
1 f) C5 r1 X' G, Y$ m% Q- b# s( f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。0 n2 }' g, Q( F$ O
0 l' U( q' a" I( j6 }
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:
4 S6 s: b8 I* i% }+ o采用2路独立ADC芯片:TI LMC6484A芯片.LMC6484A是ADC芯片? 5 J- P; m: q" B& Z% C6 R! u( }

( f+ R+ \7 ~* a2 V3 G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:
+ k- `2 _$ `' Z: D* }& o不错 喜欢楼主的设计 会继续关注 ' w- @3 c! E$ N8 h2 j' K

8 G$ j( s- z# P' Q- M多谢支持啊,呵呵
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