STM32F107: обзор возможностей микроконтроллера для промышленных приложений

Какие ключевые характеристики имеет микроконтроллер STM32F107. Как программировать его флэш-память через USB. Каковы основные сферы применения этого устройства. На что обратить внимание при выборе STM32F107 для своего проекта.

Содержание

Основные характеристики микроконтроллера STM32F107

STM32F107 — это 32-разрядный микроконтроллер семейства ARM Cortex-M3, разработанный компанией STMicroelectronics. Он относится к линейке Connectivity и обладает следующими ключевыми характеристиками:

Тактовая частота процессора: до 72 МГц
Объем флэш-памяти: 256 КБ
Объем ОЗУ: 64 КБ
Интерфейсы: Ethernet MAC, CAN, USB 2.0 OTG
АЦП: два 12-разрядных АЦП
ЦАП: два 12-разрядных ЦАП
Таймеры: до 11 таймеров
Напряжение питания: 2.0-3.6 В

Данный микроконтроллер оптимизирован для применения в промышленных системах управления, измерительном оборудовании и устройствах с сетевыми интерфейсами.

Особенности программирования флэш-памяти STM32F107 через USB

Одной из удобных возможностей STM32F107 является возможность программирования его флэш-памяти через интерфейс USB. Для этого используется встроенный в микроконтроллер загрузчик, поддерживающий стандарт DFU (Device Firmware Upgrade).

Для программирования через USB необходимо выполнить следующие шаги:

Подключить выводы BOOT0 и BOOT1 микроконтроллера для входа в режим загрузчика
Подключить микроконтроллер к компьютеру по USB
Установить драйвер DFU
Использовать утилиту DfuSe для загрузки прошивки

Такой способ программирования удобен при отладке и позволяет обновлять прошивку устройств в полевых условиях без специального оборудования.

Применение STM32F107 в промышленных системах управления

Благодаря высокой производительности и наличию промышленных интерфейсов, STM32F107 часто используется в системах автоматизации и управления технологическими процессами. Рассмотрим некоторые типичные применения:

Программируемые логические контроллеры (ПЛК)

STM32F107 может служить основой для создания компактных ПЛК. Наличие CAN-интерфейса позволяет организовать связь с датчиками и исполнительными механизмами по промышленной шине. Ethernet обеспечивает интеграцию в заводские сети.

Преобразователи частоты

Высокая тактовая частота и наличие ШИМ-генераторов делают STM32F107 подходящим для управления электроприводами. Микроконтроллер может выполнять векторное управление двигателем в реальном времени.

Датчики и измерительные приборы

Наличие прецизионных АЦП позволяет использовать STM32F107 в измерительном оборудовании. USB-интерфейс обеспечивает простое подключение к компьютеру для сбора и анализа данных.

Сетевые возможности STM32F107

Одним из ключевых преимуществ STM32F107 является наличие встроенного Ethernet-контроллера. Это открывает широкие возможности по созданию сетевых устройств:

Веб-серверы для удаленного мониторинга и управления
Шлюзы для сопряжения промышленных сетей с Ethernet
Устройства промышленного интернета вещей (IIoT)
Сетевые датчики и исполнительные механизмы

Поддержка стека TCP/IP позволяет реализовать сложные сетевые протоколы непосредственно на микроконтроллере, без использования дополнительных компонентов.

Энергоэффективность и режимы пониженного энергопотребления

Несмотря на высокую производительность, STM32F107 обладает хорошими показателями энергоэффективности. Микроконтроллер поддерживает несколько режимов пониженного энергопотребления:

Sleep — остановка ядра при работающей периферии
Stop — остановка тактирования большинства узлов
Standby — отключение питания с сохранением содержимого регистров

Использование этих режимов позволяет существенно снизить энергопотребление в периоды простоя и продлить время автономной работы устройств с батарейным питанием.

Средства разработки и отладки для STM32F107

Для разработки программного обеспечения под STM32F107 доступен широкий выбор инструментов:

Интегрированные среды разработки (Keil MDK, IAR Embedded Workbench)
Библиотеки периферии от производителя (STM32Cube)
Отладчики с поддержкой JTAG/SWD
Оценочные платы для быстрого прототипирования

Наличие развитой экосистемы средств разработки позволяет быстро осваивать микроконтроллер и создавать на его основе сложные устройства.

Сравнение STM32F107 с аналогами других производителей

Рассмотрим, как STM32F107 соотносится с похожими микроконтроллерами других производителей:

Характеристика	STM32F107	NXP LPC1768	TI TM4C1294
Ядро	Cortex-M3	Cortex-M3	Cortex-M4F
Частота	72 МГц	100 МГц	120 МГц
Флэш-память	256 КБ	512 КБ	1 МБ
ОЗУ	64 КБ	64 КБ	256 КБ
Ethernet	Есть	Есть	Есть
USB	OTG	Device	OTG

Как видно, STM32F107 обладает сбалансированными характеристиками и выделяется наличием USB OTG. При этом по объему памяти он уступает более современным аналогам.

Программирование флэш-памяти в STM32F107 через USB

Микроконтроллеры STM32 из группы Connectivity Line, в которую входят STM32F105 и STM32F107, могут быть запрограммированы двумя основными способами: с помощью интерфейса JTAG и с помощью загрузчика, расположенного в памяти микроконтроллера.

При использовании JTAG необходимо иметь соответствующий аппаратный интерфейс. Использование загрузчика, встроенного в микроконтроллеры Connectivity Line позволяет программировать флэш-память через один из нескольких интерфейсов связи. В данной статье мы расскажем, как запрограммировать память с помощью класса USB-интерфейса DFU (Device Firmware Upgrade).

Загрузчик находится в системной памяти микроконтроллеров STM32F105 и STM32F107. Он обеспечивает три основных канала связи по которым вы можете загрузить программу во флэш-память: UART, CAN и USB — класс DFU. Загрузчик, используемый в микроконтроллерах STM32F105 и STM32F107 стандартно оснащен поддержкой DFU.

Некоторые микроконтроллеры из группы Connectivity Line имеют недостаток, который иногда препятствует использованию загрузчика. Этот дефект у микроконтроллеров из серии помеченных кодом даты производства менее 937, и влияет на работу всех каналов связи с загрузчиком.

Перед началом работы нам необходимо подключить к источнику питания линии GPIO: PA10, PB5 и PD6 (рис. 1). Вы также должны установить логическую «1» в BOOT0 и «0» в BOOT1. После выполнения этих действий и подключения источника питания микроконтроллер должен запускаться из системной памяти.

Рис. 1. Фрагмент электрической схемы устройства с микроконтроллером STM32F107, запрограммированным в режиме DFU

Программирование с использованием механизма DFU — это довольно сложная работа. Первым шагом является загрузка и установка приложения DfuSe. В каталоге приложения есть контроллер класса DFU, который должен быть установлен для того, чтобы приложение связывалось с микроконтроллером.

Для этого соедините плату с микроконтроллером с помощью кабеля USB A-B с ПК. Windows должна обнаружить новое устройство DFU и начать установку драйверов. После того, как мастер попросит автоматически найти подходящий драйвер, он должен найти соответствующий драйвер и установить его.

Во время установки вам может быть предложено указать местоположение файла STTub30.sys (вы должны указать файл в подкаталоге, соответствующем вашей версии операционной системы), а также информацию о что драйвер не был подписан цифровой подписью. Установка драйвера должна завершиться сообщением об его успешном завершении.

После установки драйвера запустите демонстрационную программу DfuSe (рис. 2). Программа должна обнаружить микроконтроллер, расположенный на плате, как устройство STM в режиме DFU. В поле DFU Mode отображаются данные, идентифицирующие устройство USB: VID, PID и номера версий.

Инвертор 12 В/ 220 В

Инвертор с чистой синусоидой, может обеспечивать питание переменно…

Подробнее

Рис. 2. Окно демонстрационной программы DfuSe

Микроконтроллер STM32F107VBT6 имеет две программируемые области памяти:

Internal Flash, представляющая Flash-память и
Option Bytes, представляющие байты конфигурации.

Чтобы запрограммировать память, необходимо подготовить файл *.dfu, который, помимо данных, подлежащих программированию, также содержит данные, идентифицирующие версию приложения устройства, для которого этот файл предназначен.

Поскольку механизм DFU предназначен для обновления программного обеспечения, он обычно является дополнением к программному обеспечению, встроенному в устройство, которое использует интерфейс USB для других целей.

Используя механизм DFU для программирования памяти микроконтроллеров STM32, мы фактически не обновляем программное обеспечение, а только загружаем его «первую» версию, поэтому данные, идентифицирующие устройство и версию установленного программного обеспечения, не имеют значения.

Программа DFU File Manager используется для подготовки файлов *.dfu (рис. 3). Первое действие, которое необходимо выполнить после запуска программы, — это выбрать операцию, которую вы хотите выполнить.

Рис. 3. Окно файлового менеджера DFU

Мы можем выбрать: создание файла *. dfu из двоичных файлов или восстановление двоичных файлов из файла *.dfu. Нас интересует опция «I want to GENERATE a DFU file…». После его выбора появится окно для ввода параметров созданного файла DFU (рис. 4).

Рис. 4. Окно для ввода параметров созданного файла DFU

Идентификатор поставщика, идентификатор продукта и номера версий не имеют значения, поэтому оставьте их без изменений. Единственным важным параметром является параметр Target ID, который в случае внутренней флэш-памяти микроконтроллера равен 0.

Преимущество механизма DFU заключается в возможности помещать в один файл DFU данные для нескольких разных запоминающих устройств, включая внешние запоминающие устройства, подключенные, например, через последовательные шины. Нажав кнопку «S19 или шестнадцатеричный», укажите файл, содержащий код, подлежащий программированию для памяти микроконтроллера. После выбора файла кода нажмите кнопку «Generate» и укажите расположение и имя выходного файла *. dfu. Успешная генерация файла будет указана в соответствующем сообщении (рис. 5).

Рис. 5. Информация о правильно завершенной генерации файла DFU

После создания файла *.dfu перезапустите демонстрационную программу DfuSe, а затем загрузите ранее созданный файл *.dfu (рис. 6). После успешной загрузки файла *.dfu будет отображена информация о его содержимом. Чтобы запрограммировать флэш-память, нажмите кнопку «Upgrade».

Рис. 6. Окно демонстрационной программы DfuSe после успешной загрузки файла *.dfu

Появится сообщение, показанное на рис. 7, информирующее вас о том, что невозможно проверить, загружается ли файл *.dfu на правильное устройство. Подтвердите свою готовность продолжить процесс загрузки, нажав кнопку «Yes».

Рис. 7. Сообщение о том, что невозможно проверить, загружается ли файл *.dfu на правильное устройство

Успешная загрузка программы во флэш-память будет указана в соответствующем сообщении (рис. 8).

Рис. 8. Сообщение о правильном сохранении флэш-памяти микроконтроллера

Подготовка файла *.dfu из файла *.hex довольно громоздка и делает метод программирования памяти с использованием механизма DFU не очень полезным на этапе создания программы. Как упоминалось ранее, механизм DFU был разработан для простого обновления программного обеспечения в операционных устройствах, и его полезность на этапе производства вызывает много споров.

Программирование с использованием DFU следует рассматривать как «экстренное» решение при отсутствии памяти для программирования с другим, более удобным способом программирования памяти.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

STM32F107 — Дырявый МОП-транзистор

Главная / Продукты / СТМ32Ф107

org/Offer»> Распроданный ₱400.00

Линия подключения, 32-разрядный MCU на базе ARM® с флэш-памятью 64/256 КБ, USB OTG, Ethernet, 10 таймеров, 2 CAN, 2 АЦП, 14 коммуникационных интерфейсов

9Характеристики 0002 • Ядро: 32-разрядный процессор ARM® Cortex®-M3 — максимальная частота 72 МГц, производительность 1,25 DMIPS/МГц (Dhrystone 2.1) при нулевом доступе к памяти в состоянии ожидания — однотактное умножение и аппаратное деление • Память — от 64 до 256 Кбайт флэш-памяти – 64 Кбайт SRAM общего назначения • Управление тактированием, сбросом и питанием – 2,0–3,6 В для питания приложений и входов/выходов – POR, PDR и программируемый детектор напряжения (PVD) – кварцевый резонатор 3–25 МГц Генератор – Внутренний RC 8 МГц с заводской подстройкой – Внутренний RC 40 кГц с калибровкой – Генератор 32 кГц для RTC с калибровкой • Низкое энергопотребление – Режимы сна, остановки и ожидания – Питание VBAT для RTC и резервных регистров • 2 × 12-бит, 1 Преобразователи µs A/D (16 каналов) – Диапазон преобразования: от 0 до 3,6 В – Возможность выборки и хранения – Датчик температуры – до 2 MSPS в чередующемся режиме • 2 × 12-битных цифро-аналоговых преобразователя • DMA: 12-канальный DMA контроллер – Поддерживаемые периферийные устройства: таймеры, АЦП, ЦАП, I2S, SPI, I2C и USART • Режим отладки – Последовательная проводная отладка (SWD) и JTAG в интерфейсы – Cortex®-M3 Embedded Trace Macrocell™ • До 80 быстрых портов ввода/вывода – 51/80 вводов/выводов, все отображаемые на 16 внешних векторов прерываний и почти все 5 устойчивы к напряжению • Блок вычисления CRC, 96-битный уникальный идентификатор

https://www. st.com/resource/en/datasheet/stm32f105r8.pdf

Делиться:

Сопутствующие товары

+ Быстрый магазин

14BCV ₱300.00

14BCV

₱300.00

14bcv https://www.alldatasheet.com/view_datasheet.jsp?Searchword=14BCV

Посмотреть полную информацию о продукте

+ Быстрый магазин

1618А1 РФ1618 ₱300. 00

1618A1 РФ1618

₱300.00

1618A1

Посмотреть полную информацию о продукте

+ Быстрый магазин

25U1001E Макроникс Интернэшнл ₱350.00

25U1001E Макроникс Интернэшнл

₱350.00

25U1001E Макроникс Интернэшнл https://www.worldwayelec.com/pro/macronix-international-co-ltd/25u1001e/2892314

Посмотреть полную информацию о продукте

Фелер 404

Фелер 404 изображение/svg+xml

Auswahl von Land und Sprache beeinflusst Deine Geschäftsbedingungen, Produktpreise und Sonderangebote

Sprache

Верунг

Preise

нетто

брутто

нетто

брутто

Nutze diesuchmaschine, um Themen zu finden, die Dich interessieren:

Каталог Ви кауфт человек Хильфе

или zurück zu: Дом

Abonnieren Sie jetzt

В том же информационном бюллетене вы найдете самые интересные и интересные сведения о новых продуктах, продуктах и услугах на веб-сайте TME.
Hier können Sie sich auch von der Liste abmelden.

* Pflichtfeld

AnmeldenAuf Mitteilungsblatt verzichten

Ich habe mich mit der Ordnung des TME-Bulletins bekannt gemacht und erteile meine Zustimmung, damit das elektronische Informationsbulletin des TME-Dienstes meine E-Mail-Adresse geschickt wird. Ordnung des TME-Bulletins

1. Transfer Multisort Elektronik sp. о.о. mit Sitz в Лодзи, Адрес: ул. Ustronna 41, 93-350 Łódź teilt hiermit mit, dass sie der Administrator Ihrer personenbezogenen Daten sein wird.
2. Ein Datenschutzbeauftragter wird beim Administrator der personenbezogenen Daten ernannt und kann per E-Mail unter [email protected] kontaktiert werden.
3. Ihre Daten werden verarbeitet auf Grundlage von Art. 6 Абс. 1 лит. a) der Verordnung des Europäischen Parlaments und des Rates (EU) 2016/679vom 27. April 2016 zum Schutz natürlicher Personen bei der Verarbeitung personenbezogener Daten und zum freien Datenverkehr und zum Aufhebung der Richtlinie 95/46/EG (nachstehend «DSGVO» genannt), um an die angegebene E-Mail-Addresse den elektronischen Newsletter von TME цу сенден.
4. Die Angabe der Daten ist freiwillig, jedoch für den Versand des Newsletters erforderlich.
5. Ihre personenbezogenen Daten werden gespeichert, bis Ihre Einwilligung für die Verarbeitung Ihrer personenbezogenen Daten widerufen.
6. Sie haben das Recht auf Zugang, Berichtigung, Löschung oder Einschränkung der Verarbeitung Ihrer Daten;
Soweit Ihre personenbezogenen Daten aufgrund einer Einwilligung verarbeitet werden, haben Sie das Recht, die Einwilligung zu widerufen. Der Widerruf der Einwilligung berührt nicht die Rechtmäßigkeit der Verarbeitung auf der Grundlage der Einwilligung vor dem Widerruf.
7. Soweit Ihre Daten zum Zwecke des Vertragsabschlusses und der Vertragsabwicklung oder aufgrund Ihrer Einwilligung verarbeitet werden, haben Sie auch das Recht, Ihre personenbezogenen Daten zu übertragen, d. час von der verantwortlichen Stelle in structurierter, allgemein üblicher und maschinenlesbarer Form zu erhalten. Sie können diese Daten einen anderen Datenadministrator übersenden.
8. Sie haben auch das Recht, eine Beschwerde bei der für Datenschutz zuständigen Aufsichtsbehörde einzureichen.

больше Венигер

TME-Newsletter abonnieren

Ангбот — Рабат — Нойхайтен. Sei auf dem Laufenden mit dem Angebot von TME

AGB zum Информационный бюллетень Auf Mitteilungsblatt verzichten

Daten werden verarbeitet

Die Operation wurde erfolgreich durchgeführt.

Ein unerwarteter Fehler ist aufgetreten. Bitte versuche noch einmal.

Логин

Пароль

Логин и пароль заранее.

Основные характеристики микроконтроллера STM32F107

Особенности программирования флэш-памяти STM32F107 через USB

Применение STM32F107 в промышленных системах управления