《智能机电系统设计与开发》课件 第六章-控制系统设计与开发.pptx

6.1概述6.2常用控制系统分类6.3STM32微控制器概述6.4STM32F407硬件资源6.5STM32软件开发基础6.6STM32F407项目开发实践第六章控制系统设计与开发

1.控制系统组成和基本要求6.1概述控制系统组成及与其他系统关系

1.控制系统组成和基本要求6.1概述功能完善：满足用户所需基本控制功能，具备合理扩展能力性能优良：响应速度快、控制精度高、运行效率高，可靠性强、寿命长。适应性强：适应不同环境和任务，具备良好可维护性和可升级性。经济性好：控制系统成本合理，提升市场竞争力和用户满意度。智能化高：具备一定人工智能能力，可通过自学习优化控制策略。

2.控制系统设计的原则和内容6.1概述系统需求分析方案设计软硬件设计模块化设计电磁兼容性系统集成与测试

6.2常用控制系统分类控制系统类型控制系统的组成系统功能系统可靠性环境适应性通信功能软件开发人机界面应用场合开发周期成本嵌入式控制系统基于开发板或自行设计可组成简单到中等复杂的各类控制系统差差可通过外围元件自行扩展可用汇编或高级语言开发较差智能仪表，简单控制较长低基于PC的控制系统按要求选择主机与相关功能接口板可组成简单到复杂的各类控制系统一般一般拥有多种通信接口，如串口、并口、USB、网口可用高级语言开发好一般规模现场控制或较大规模控制一般高

6.2常用控制系统分类控制系统类型控制系统的组成系统功能系统可靠性环境适应性通信功能软件开发人机界面应用场合开发周期成本基于PLC的控制系统按要求选择主机与相关功能模块可组成简单到复杂的各类控制系统好好可通过通信模块自行扩展可用高级语言或梯形图开发一般一般规模现场控制短中专用控制系统按要求选择整套系统一般组成专用控制系统好好各系统不同一般只使用专用语言编写应用程序，不做二次开发一般专用场合一般高

6.3STM32微控制器概述1.STM32的产品线MCU的主要产品系列包括以下几种：(1)STM32F系列：基于Cortex-M3或Cortex-M4内核，提供高性能和丰富的外设。(2)STM32L系列：超低功耗系列，适合电池供电的应用。(3)STM32G系列：主流性能系列，平衡性能和成本。(4)STM32H系列：高性能系列，适用于高性能要求的应用。(5)STM32W系列：无线连接系列，集成了无线通信能力。

6.3STM32微控制器概述1.STM32的产品线STM32产品系列

6.3STM32微控制器概述2.STM32的产品命名及选型STM32产品的命名：

6.3STM32微控制器概述2.STM32的产品命名及选型STM32产品选型方法：片上资源需求:程序体积大，选择更大Flash；数据缓存多，选择更大RAM；外设接口需求：接口种类丰富（如CAN、USB、以太网），选择高端系（如F4）接口数量多，选择引脚数多的封装型号；性能需求：实时性强或处理速度高，选用高主频芯片（如STM32F407）；项目成本控制：预算有限，选用中低端系列（如STM32F103）；封装形式与应用环境：PCB设计紧凑/体积小，选用小封装；工业环境，选用工业温度范围型号；开发复杂性：学习入门，推荐STM32F1系列；高级应用，推荐STM32F4系列。

6.4STM32F407硬件资源1.功能特性与内部架构功能特性：(1)高达1MB的闪存，提供快速的数据处理能力；(2)丰富的外设接口，包括多个UASRT/UART、SPI、I2C、CAN、USBOTG等通信接口；(3)除了普通定时器外，还集成了多个高级定时器，具有PWM通道、捕获/比较功能和ADC、DAC等功能，适合工业控制和电机驱动应用；(4)支持以太网和LCD-TFT控制器，适用于需要网络连接和图形显示的应用；(5)具备高级图形和音频处理能力，以及双摄像头接口，适合多媒体应用；(6)支持多种启动方式，包括从内置或外部存储器启动；(7)强大的安全功能，包括安全启动和加密存储。

6.4STM32F407硬件资源1.功能特性与内部架构内部架构：高性能内核通信Cortex-M4作为运算核心AHB总线矩阵高效连接各模块中断系统（NVIC）多级中断优先级设置支持中断嵌套，提升实时响应能力存储体系结构片上Flash、SRAMFlash加速器提升执行效率支持外部存储器，数据交换高效通用输入输出（GPIO）灵活配置：输入/输出/模拟/复用功能满足多样化接口需求

6.4STM32F407硬件资源1.功能特性与内部架构内部架构：多种通信接口AHB/APB总线连接支持UART、SPI、I2C等多种数据