趁活动结束前赶紧来凑个热闹。
一、STM32F413性能
STM32F413/423微控制器为高性能STM32F4系列单片机的入门级产品,实现了运行模式下的动态功耗和处理器性能之间的最佳平衡,即使在3.951 x 4.039 mm的小封装内也集成了大量的增值性能。STM32F413/423 MCU基于支持浮点运算单元的Cortex-M4内核,它的工作频率可达到100 MHz,在运行和停机模式下实现出色的低功耗性能。STM32F413/423性能更加出色,配备2个RAM,其中一个RAM(64-KB SRAM2)可通过I/D连接。
STM32F413/423单片机利用批量数据采集模式(BAM)将批量数据处理进行功耗优化,将动态功耗效率提升到了一个新的水平。 BAM允许通信外设实现批量数据交换,同时器件的其它部分(包括CPU)可保持在省电模式。
性能: 在100 MHz频率下,借助意法半导体的ART加速器,STM32F413/423 MCU能够实现125 DMIPS/339 CoreMark性能,并实现了从Flash存储器零等待执
行。 DSP指令和浮点运算单元扩大了产品的应用范围。
功效: STM32f413/423采用意法半导体90 nm工艺,使用ART加速器和动态功耗调整功能,从Flash存储器执行指令,运行模式下可实现低至112 μA/MHz
的电流消耗。 停机模式下,功耗低至18 μA。
集成度:STM32F413/F423单片机内置高达1024至1536 KB的Flash存储器和高达320 KB的SRAM。具备从48到144引脚各类封装。
10x USART,速率可高达12.5 Mbit/s
5x SPI(与I2S复用 ),速率高达50 Mbit/s
4x I2C,高达1Mbps
3x CAN(2.0B有效)
所有封装都带1个SDIO,频率高达48MHz
1x 全速USB 2.0 OTG
2x 全双工I2S,最高32-bit/192 kHz
3x 单工I2S,最高32-bit/192 kHz
2x 数字滤波器,用于∑Δ调制器
6x PDM接口,支持立体声麦克风
2x 12位ADC,速度高达2.4 MSPS
14x 16和32位定时器,频率高达100 MHz
1x 在停机模式下的低功耗定时器
真随机数发生器
从以上官方所给出的描述可以看出STM32F413是一款Cortex-M4内核入门级高性能微控制器。虽说是入门级,但是其拥有着速率可高达12.5Mbit/s的
10xUSART;速率高达50Mbit/s的5xSPI;高达1Mbps的4xI2C;3xCAN(2.0B有效);速度高达2.4MSPS的2x12位ADC等从各项指标参数来看STM32F413更适合工
业控制应用,STM32F413仍然是一颗性能强大的Cortex-M4内核处理器。
二、Nucleo-F413ZH应用设想
本次应用亦是以Nucleo-F413ZH为控制中心,并通过WiFi模块ESP8266与手机APP配合对其外围设备进行有效控制。通过以下各模块与其配合由其进行管理控制。
拟实现的功能:
a、对鱼缸内的水温进行恒温控制、定时定量饵料投放、任意时间段水循环过滤、LED照明灯光亮度控制等;
b、通过触摸屏对上述功能进行实时操控;并对各项控制参数进行调整;
c、通过WiFi模块ESP8266与手机APP配合远程完成上述功能。
三、相关各模块描述
1、显示部分
拟选用TJC4024T032_011R做为主要显示部件。这是一款400x240分辩率的3.2寸触摸串口显示屏,由Nucleo-F413ZH直接通过USART对其进行操控。这款
串口显示屏尺寸稍微有点小,将来准备升级为4.3寸的TJC4827T043_011R,这样会有更好的使用体验。
a、主要显示内容为:实时时钟;室内温、湿度;鱼缸内水温;饵料投放次数及投放量;
b、交互内容:时钟调整;恒温参数调整;饵料投放次数及投放量参数调整;LED照明灯亮度参数调整;水循环过滤系统时间调整。
2、串口GPS模块
手头上现有一款波特率为9600一体式串口模块,与Nucleo-F413ZH的USART直接相连通讯,由Nucleo-F413ZH对GPS接收到的信息解码,分离出实时时钟信
息通过处理后送TJC4024T032_011R显示。
3、恒温模块
此模块分为两部分:一是加温设备拟采用成品加温棒(300W*2只,去除内置温控设施);二是温度检测拟采用成品带金属外壳的DS18B20。由Nucleo-F413ZH对DS18B20数据采集处理,通过继电器对加温棒进行闭环控制,以使缸内水温在设定范围内。加热时打开水循环过滤系统,避免局部水温过高。
4、LED照明模块
拟采用3W红、蓝、白单色LED灯珠各三颗,每三色成一组,共计三组安装于U型铝合金槽内侧。由Nucleo-F413ZH通过PWM对三色LED进行亮度控制、组合。
5、水循环过滤
拟采用市售成品潜水式循环水泵(100W),由Nucleo-F413ZH通过继电器对其进行通断控制,在不同时段、不同时长间歇性工作。
6、饵料投放
此设备主要由两部分组成:其一是储料仓,主要作用是储备饵料(圆颗粒干饵料);其二是投料仓。其中投料仓由两台步进电机操作,一只控制投料仓容量;一只控制投料仓投料。两只步进电机均拟采用28BYJ-48型,由Nucleo-F413ZH通过ULN2803对其进行控制。
7、WiFi模块
拟采用ESP8266成品模块,手机与其通讯实现远程交互,将实时产生的各种数据通过网络传递给手机,手机端亦可对各项参数进行调整并将控制信号实时传递回Nucleo-F413ZH来对各执行机构进行操作。这部分手机APP是难点,暂时考虑利用一些现有APP代替实现部分功能。
8、DHT11模块
这项属额外的功能,主要是利用该模块对室内温、湿度实时检测并通过串口屏进行显示。
先设想这些,后期再构想、补充、完善。以上的应用只是最基础的,还不足以展示这款芯片的强大,那就先把简单的应用做好再向更高端的应用迈进。
由于水平有限,以上想法可能过于简单,也或存在着很多错误。请谅,请各位老师提出宝贵意见!
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