STM32-F2 MCU在工廠自動化中的應用

PROFINET是工業以太網版PROFIBUS總線，而這項技術被業界公認為極其耗費資源。意法半導體與Port合作為STM32 F-2系列研發了一款只需128KB SRAM存儲容量的PROFINET軟件，讓意法半導體的微控制器步入一個新的應用領域。STM32 F-2與Port PROFINET組合不僅適用于工業自動化應用，例如，工業編碼器（定位）、工業驅動附件，而且還適用于內置以太網控制功能的安全系統。PROFINET的 STM32 F-2版協議棧為用戶提供符合IEC 61158和IEC 61784標準的PROFINET IO兼容通信所需的全部服務功能，幫助用戶輕松快速地開發PROFINET IO設備。該解決方案是是通過一個硬件抽象層訪問硬件，并為用戶提供能夠連接意法半導體的不同微控制器的驅動程序，有無操作系統均可。為了快速獲得總線使用權限，符合PROFINET的技術規范，該解決方案對底層以太網驅動軟件進行了優化。STM32 F-2支持PROFINET Conformance Class A，還可以支持PROFINET Realtime Class 1。為了幫助設計人員輕松快速地開發項目，Port還提供一個PROFINET設計工具。

意法半導體的電機矢量控制庫

因為集成兩個先進的定時器外設、3個快速數模轉換器(0.5MSps)和DMA直接訪存功能，STM32F2x特別適合需要1個或2個電機控制驅動器的應用。即便驅動兩個電機時，150DMIPS的性能讓STM32F2x有充足后備動力驅動其它復雜的應用任務。

STM32F-2配備STM32 PMSM FOC軟件開發工具，實現了磁場定向控制（FOC）驅動3相永磁同步表面安裝電機(SM-PMSM)和內部安裝電機(I-PMSM)，最新的3.1版STM32 PMSM FOC開發工具套件包含STM32F-2微控制器，預計2011年7月上市。

STM32 PMSM FOC開發工具套件可用于快速評估STM32微控制器的各種應用和完整的應用平臺，當開發在意法半導體微控制器上運行的電機控制算法時，這套開發工具有助于縮短的應用的開發周期。PMSM FOC固件的源代碼采用C語言，實現了電機控制內核算法（參考系轉換、電流調整、速度調整、空間矢量調制、能效優化）以及傳感器檢測算法、解碼算法（3個并聯電阻、意法半導體專利單直流鏈路并聯電阻、隔離型電流傳感器、增量編碼器、霍爾傳感器）和轉子位置重構無傳感器算法。

為了讓大家了解STM32F-2出色的計算性能，我們做了一個性能測試。在使用兩個并聯電阻檢測電機電流的無傳感器配置中，用一個STM32F-2驅動兩個PMSM電機，按照標準雙矢量控制性能（以10kHz運行FOC算法）測試，CPU負荷在35%的范圍內；按照高級雙矢量控制性能（以16kHz運行FOC算法）測試，CPU負荷在50%的范圍內。這些性能為STM32F-2系列微控制器在工廠自動化領域開啟了廣泛的應用空間。

結語

要求嚴格的工業通信協議軟件棧顯然能夠充分利用STM32F-2系列微控制器高于同級產品的優異性能。當執行高性能應用軟件和算法時，STM32F-2執行速度比上一代產品STM32F-1提高1倍多。

STM32-F2系列產品已通過客戶檢測驗證，目前正在提升產量。大多數固件和協議棧已經上市，未上市的也準備今年夏季發布。STM32-F2系列產品的升級產品目前正在設計階段，新一代產品包括基于Cortex-M4內核的微控制器，能夠更好地支持需要數字信號處理器的應用。