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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!6 J' p9 `- i/ V6 C/ s  ?4 Y, B
   ; Z* b* x, W( ^9 W6 V% @) z& J6 `/ t5 C" z
    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。. c4 _8 d9 M$ W' b! A. D& C& \, L
 

3 U5 e; x- }6 v" m# Q) J; `$ WSTM32工业级控制板硬件设计讲解* u' {: m5 Z/ T6 v! @( R4 Z  j) e$ N
    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。! Q+ x4 y3 t5 A# T, P2 w
    链接如下:现在课程是免费的,大家有感兴趣的,可以去观看: w& L: I& u; M+ ^2 i
    1 a- I) B4 I( t) U+ N  @% ]
    https://www.moore8.com/courses/164#/course/164  D) T) D0 D2 d* b4 g4 n
   # i- x) T8 s; V; p9 Y
STM32工业级控制板硬件简介2 K- l1 K- @/ V1 d9 L$ n
       5 Y  b) I( {. S1 p. |- M9 \
   这个是控制板实物图片。) f8 c4 P  A# G. x0 I1 A
  
IMG_20140504_135019.jpg # d* `: J& W  O
       STM32F103VCT6工业应用控制板--反面.jpg
' n- ]# a7 h6 v6 @/ Q2 H: V5 [
0 e/ K% \- ^( J* x4 F( M       ; I+ t. }0 S0 p  j
1、电源供电:12V-40V宽输入范围,带过压保护,过流保护。
! I: ]. ~  @+ i, t% J4 b2、两级供电方式:LM2575/LM2576DC-DC开关电源--5V输出,AMS117-3.3V-3.3V输出。. L2 W* T1 i, E4 v, p& N
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。
4 f! I0 C, h2 e1 i9 v2 o. M4、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。! A+ d/ }5 ]# Z3 w  `" [; w
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。
4 ~3 Y  ^; q3 @& |2 a4 A6、主芯片:     100QFP封装的STM32F103VCT6。支持SWD方式下载及仿真调试。
! l4 F" t# G/ R. [7 B( ]6 F7、板载一个蜂鸣器:采用2N7002 MOS管驱动。7 v9 L# Y* o( J8 i
8、板载RTC实时时钟,CR1220封装电池座。) P8 D+ T/ u2 X4 R
9、板载 Fujitsu MB85RC04 铁电存储器 容量512字节。5 T& c% v0 C% V  t4 r3 A' P% q
10、板载RS232/RS485通信接线端子,方便外接扩展子板。$ T% M$ _) y1 B8 Z
11、板载MORNSUN隔离电源模块:4 w3 O; B" k9 A5 c
    分为:5V输入, 带隔离5V/100mA输出
; q: i1 B& R; C          24V输入,带隔离+-12V/200mA输出,外部端子引出。
( E4 a; ~+ y5 i. q* ?# }12、
+ a& W4 b, @% g; ]6 K- Y  e1 R    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1 ]7 F  f0 ]/ D
    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) S6 u8 ~/ E  W" p* E. I$ W# A
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
- {. w/ R5 |0 w14、采用2路独立运放芯片:TI LMC6484A芯片。
! h6 a" c3 q& b9 ?- D  G; e    外部2.048V参考源:  TI  LM4040A20芯片
$ ?5 V2 d$ u4 B" M; r3 j    可实现两路0-10V模拟电压采集,两路0-200mA的电压采集。* m% y+ k3 F0 N! n& ?. ]# O# P
15、外扩SPI总线,可以外接24bitADC,满足高精度数据采集应用。
# l" o$ C* T9 l3 `16、采用工业级接线端子,引脚支持热插拔。 + I, Y1 t8 l2 T) t, W/ R
大家一起来学习计划:
9 ~# u! W( b8 m) f& P4 b- {) y1 ^2 B5 ?- `1 t; E* x1 b
   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。
6 w4 s8 u4 r6 \9 r- l
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。, e$ u. L4 p3 O% ~
LM2575最大电流1A, 开关频率50kHz。
$ B2 j; t  @3 R8 |3 W2596的电感和电容可以更小,纹波也更小。
6 S8 B6 d  j- J" k+ r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:2 h6 _+ H8 o: Q$ D: ~
LM2596最大电流3A, 开关频率150KHz。7 Y: ^2 \4 p/ o: q/ E& ~4 b" c$ E
LM2575最大电流1A, 开关频率50kHz。
/ \' b+ P8 ~4 Y6 Y8 T! ^2596的电感和电容可以更小,纹波也更小。2 h# E* _4 C. k  v/ w* y
正品价格相差1快这样。 
) V" }% G$ T$ k  I5 I  M8 d+ g4 I6 ]+ ]' Q8 ^& ]
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?
8 ^# V- B- x/ w" b# 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:
( `" B( y6 o( Y1 M$ M* [; U是的。我现在的疑问是什么才叫工业级,隔离?保护?' }+ @. |9 g" |  f! t9 z
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。 ' f6 G6 e  `4 U: U& y4 a  I

$ R# o- y3 b1 D% M$ x" Y: f, M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。6 a" e0 ^- l+ y: ?; u7 A: J
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。
: H) P  T- y% q# h( n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。
4 a) J! `& {% X9 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。
" Q! l1 }( j( ]9 S& Z
4 c; y& F9 T0 R( \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:1 A7 }7 F& q: R8 v# i+ q  n) f
采用2路独立ADC芯片:TI LMC6484A芯片.LMC6484A是ADC芯片? 
2 [$ N$ P. e9 d! W* [- h/ Y7 a  C. X6 \) D) q% Y
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:
2 Z1 Q9 ~2 p9 B- N6 e$ x0 c不错 喜欢楼主的设计 会继续关注 
( {. s: V% `! I/ N4 @( Z) U/ p0 c. R4 ?0 C) C
多谢支持啊,呵呵
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