显示页面 讨论 修订记录 反向链接 本页面只读。您可以查看源文件,但不能更改它。如果您觉得这是系统错误,请联系管理员。 ### 3. STM32G474高性能模块 #### 模块描述 STM32G474是专为电机控制和电源转换应用优化的高性能微控制器,ARM Cortex-M4内核,主频170MHz。该模块最大特点是增强型模拟外设,包括5个高速12位ADC(最高4.266Msps)、4个12位DAC、7个超快比较器和4个运放。特别适合电赛中的电源类、电机驱动类、精密测量类题目,是电源和电机控制的首选方案。 #### 工作原理 ``` [外部电源] → [稳压电路] → [3.3V系统供电] ↓ [24MHz晶振] → [PLL倍频] → [170MHz系统时钟] → [STM32G474RET6] ↓ [Cortex-M4F + 增强型模拟外设] ↓ ┌──────────────────────┴────────────────────┐ ↓ ↓ ↓ [5×12位ADC] [4×12位DAC] [7×比较器] (4.266Msps) [4×运放] [HRTIM] ↓ ↓ ↓ [电压/电流采集] [波形生成] [高精度PWM] ``` #### 技术指标 * 处理器内核: ARM Cortex-M4F * 主频: 170MHz * Flash: 512KB * SRAM: 128KB * ADC: 5个12位ADC,42通道,4.266Msps * DAC: 4个12位DAC * 比较器: 7个超快比较器(<50ns) * 运放: 4个可编程增益运放(PGA) * HRTIM: 高分辨率定时器(184ps) * 通信接口: 5×UART, 4×SPI, 4×I2C, 3×CAN, 1×USB * 工作电压: 1.71V-3.6V #### 接口管脚定义 | 管脚 | 名称 | 功能 | 特殊说明 | |------|------|------|----------| | 1-6 | PB8-PB9,PE0-PE1 | GPIO | 5V容忍 | | 12 | VBAT | 备份域电源 | RTC供电 | | 13 | PC13 | GPIO/RTC | Tamper检测 | | 17 | PF0/OSC_IN | 晶振输入 | 24MHz | | 18 | PF1/OSC_OUT | 晶振输出 | 24MHz | | 23-26 | ADC1-5输入 | 模拟输入 | 支持差分输入 | | 44 | NRST | 复位 | 外部复位 | | 60 | BOOT0 | 启动选择 | 启动模式 | #### 板上设置和信号指示 * 电源LED: 3.3V电源指示 * 状态LED: PB8/PB9连接LED * ADC基准: 外部VREF+接口 * 比较器输出: 可引出至GPIO * 运放配置: 通过跳线选择增益 * HRTIM输出: 专用PWM输出引脚 * DAC输出: 独立DAC输出接口 #### 电气指标 * 供电电压: 3.3V±10% * I/O输出电流: 20mA/引脚 * ADC输入范围: 0-3.6V(VDDA) * ADC精度: 12位,±1.5LSB * ADC采样时间: 最快0.188μs * DAC输出范围: 0-VDDA * DAC建立时间: <3μs * 比较器响应: <50ns * HRTIM分辨率: 184ps #### 使用说明 * ADC配置: 配置为同步/交叉模式,最大化采样率 * DAC使用: 设置输出缓冲器,驱动外部负载 * 比较器应用: 用于过流保护、过压检测 * 运放配置: 根据需要设置PGA增益(2/4/8/16倍) * HRTIM编程: 用于电源PWM,实现精确死区控制 * 电机控制: 利用FOC库实现无刷电机控制 * USB-PD: 支持USB Type-C和Power Delivery * 数学加速器: 使用CORDIC和FMAC硬件加速器 #### 全国大学生电子设计竞赛相关赛题 * 2021年C题: 三相AC-DC变换电路(电源控制) * 2019年A题: 电动小车动态无线充电(电源管理) * 2017年A题: 微电网模拟系统(电源转换) * 2015年A题: 风力摆控制系统(电机控制) * 2013年A题: 单相AC-DC变换电路(高频PWM) * 2011年A题: 开关稳压电源(精密控制) * 2009年A题: 光伏并网发电模拟装置(MPPT) #### 应用技术要点总结 - 同步ADC采集: 5个ADC可同步采样,适合三相电流检测 - HRTIM应用: 184ps分辨率实现高频高精度PWM控制 - 硬件过流保护: 比较器直接触发HRTIM关断,无延迟 - 数字电源设计: 结合ADC+DAC+HRTIM实现全数字电源 - 电机FOC控制: 利用CORDIC加速Park/Clarke变换 - 运放级联: 片上运放实现多级信号调理 - 高速环路: ADC采样→算法→PWM更新<1μs - USB-PD协议: 实现智能充电和电源协商 ---