Современная электроника №2/2019

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2019 Современные 32-разрядные ARM-микроконтроллеры серии STM32. Преобразователь аналоговых сигналов управления в цифровые Рис. 2. Окно Pinout генератора кода STM32CubeMX Рис. 1. Внешний вид отладочной платы STM32VLDISCOVERY В статье описан преобразователь аналоговых сигналов управления от 0 до 10 В в цифровые с широтно-импульсной модуляцией на основе 32-разрядного ARM-микроконтроллера серии STM32 от компании STMicroelectronics и приведены примеры программ, обеспечивающих работу устройства. Олег Вальпа (sandh@narod.ru ) В ВЕДЕНИЕ Довольно часто в современных системах автоматического управле- ния возникает необходимость исполь- зования различных типов интер- фейсов. Для одних исполнительных устройств, например, необходим управляющий аналоговый сигнал от 0 до 10 В или токовый выход от 0 до 20 мА, для других – сигнал с широт- но-импульсной модуляцией (ШИМ). В управляющем устройстве количе- ство интерфейсов ограничено, что может приводить к нехватке того или иного их типа. Одним из реше- ний данной проблемы является преоб- разователь интерфейсов управления. Назначение описанного в статье пре- образователя заключается в получе- нии управляющего интерфейса ШИМ из аналогового интерфейса с сигна- лами от 0 до 10 В. А ППАРАТНАЯ ЧАСТЬ Преобразователь выполнен на недо- рогом микроконтроллере STM32 [1]. Для повышения функциональности устройство сделано 4-канальным, т.е. позволяет одновременно преобразо- вывать 4 входных аналоговых сигнала от 0 до 10 В в выходные сигналыШИМ. Устройство построено на отладочной плате STM32VLDISCOVERY [2], имею- щей в своем составе микроконтрол- лер STM32F100RBT6B в 64-выводном корпусе LQFP с 128 Кбайт флэш- памяти и 8 Кбайт оперативной памя- ти. Кроме того, на плате имеются встроенный программатор с отлад- чиком по интерфейсу USB, несколь- ко светодиодов и пользовательская кнопка. Большинство выводов микро- контроллера подключены к штырько- вым соединителям по периметру пла- ты и имеют маркировку. Внешний вид отладочной платы приведён на рисун- ке 1. Для построения преобразователя интерфейсов воспользуемся встро- енным в микроконтроллер анало- го-цифровым преобразователем и широтно-импульсным модулятором. Благодаря многоканальности этих блоков можно реализовать несколь- ко преобразователей интерфейсов с помощью одного микроконтроллера. Поскольку микроконтроллер пита- ется от 3,3 В, его 12-разрядный анало- го-цифровой преобразователь име- ет ограничение входного сигнала по амплитуде 3,3 В. В связи с этим вход- ные сигналы с амплитудой от 0 до 10 В необходимо подключать к вхо- дам АЦП микроконтроллера через резистивные делители или перемен- ные резисторы. Можно дополнитель- но подключить к входам АЦП кера-