【探索发现STM32 F3系列】基于STM32F3的电液伺服放大器设计

keng

(1)STM32 F1系列产品内核为ARM Cortex-M3，其主要分为超值型STM32F100系列、基本型STM32F101系列、带USB基本型STM32F102系列、增强型STM32F103系列以及互联型STM32F105、STM32F107系列产品，每种系列产品的Flash容量有小容量、中等容量、大容量(可选)和超大容量(可选)之分，为了满足客户差异化的需求，细分市场，各系列产品以及同系列产品之间在管脚数量、主频、外设、性能均有差异；STM32 F2系列产品为基于ARM Cortex-M3内核的高性能32位微控制器，是F1相应系列产品的增强型，主要表现在内核最高运行频率由之前的72MHz提高至120MHz，它们之间管脚相互兼容，而在外设方面并无太多的改变；而STM32 F4系列产品内核为ARM Cortex-M4，内置ART和FPU单元，相对于F1、F2系列产品，无论是在内核还是外设性能方面均有质的提升，其配备大容量存储器和168MHz的最大运行频率使其更适合于高性能数字信号处理场合，是迄今为止性能最好的DSC。我个人在这两年内一直接触ST的产品，主要使用STM32F105VCT6互联型产品设计基于微控制器的电液比例/伺服阀的控制器，当控制器的信号处理算法选用传统的PID补偿器时，其性能表现非常优异，而当执行如非线性自适应鲁棒控制算法等复杂非线性控制策略时，浮点运算性能受限，并不能应用于工业现场，后改用STM32F407VET6作为主控芯片，虽然整体性能无论是相比于原来的STM32F105VCT6还是PID控制算法都有很大的提高，但由于STM32F407VET6芯片价格偏高，因而导致控制器的产量化受限，一直在寻求性价比合理的替代者。
(2)STM32 F3系列产品基于ARM Cortex M4内核，其性能介于F1与F4之间，在Cortex M4内核的性能基础上，以高集成度的模拟外设、内置DSP和FPU的产品定位以及具有竞争力的价格悄然降临市场，最高至7个比较器、多个16位的Δ-Σ ADC尤其夺人耳目。
(3)初步看了一下STM32F3的数据手册，STM32 F3系列产品相比于STM32 F4系列产品，FSMC外设似乎没有了，而且很多外设的性能也有所下降，但对于一般的应用已游刃有余，而且比起F1系列的产品由于内核的提升，以及更多的创新型外设，可以使我们用户在16/32位的数字信号处理场合有更多的选择，但其市场的价格定位更加令人期待，另外，也希望其相关的学习资料能够像F1一样丰富、全面，可以使用户迅速掌握其使用方法并应用于自身的工程实践。
(4)除了一些基础外设的学习之外，着重测试其ADC性能，FPU的浮点运算能力，中断响应速度，期望它是数字式伺服放大器主控芯片的合理选择。
(5)若能成功完成单个伺服阀控制器的产量化，进一步扩展至液压系统多个电液伺服阀的联合控制，提升整个液压系统的自动化、智能化水平。
若能申请成功，会像F0开发板一样格外珍惜学习资源，将之前的应用程序通过自己的对F3的进一步学习尽快移植至F3的开发板上，完成控制器的合理升级，发表自己的使用心得。