意法半导体的电机矢量控制库 - MCU典型应用设计：STM32-F2在工厂自动化中的应用

　　PORT Profinet软件栈

　　Port公司是市场领先的CAN/CANopen、DeviceNet现场总线解决方案提供商，公司加强了硬件和固件开发能力，扩大了业务组合，加强了协议栈和POWERLINK、PROFINET、EtherNet/IP和EtherCAT开发工具产品组合。

　　

　　PROFINET是工业以太网版PROFIBUS总线，而这项技术被业界公认为极其耗费资源。意法半导体与Port合作为STM32 F-2系列研发了一款只需128KB SRAM存储容量的PROFINET软件，让意法半导体的微控制器步入一个新的应用领域。STM32 F-2与Port PROFINET组合不仅适用于工业自动化应用，例如，工业编码器（定位）、工业驱动附件，而且还适用于内置以太网控制功能的安全系统。PROFINET 的 STM32 F-2版协议栈为用户提供符合IEC 61158和IEC 61784标准的PROFINET IO兼容通信所需的全部服务功能，帮助用户轻松快速地开发PROFINET IO设备。该解决方案是是通过一个硬件抽象层访问硬件，并为用户提供能够连接意法半导体的不同微控制器的驱动程序，有无操作系统均可。为了快速获得总线使用权限，符合PROFINET的技术规范，该解决方案对底层以太网驱动软件进行了优化。STM32 F-2支持PROFINET Conformance Class A，还可以支持PROFINET Realtime Class 1.为了帮助设计人员轻松快速地开发项目，Port还提供一个PROFINET设计工具。

　　意法半导体的电机矢量控制库

　　因为集成两个先进的定时器外设、3个快速数模转换器（0.5MSps）和DMA直接访存功能，STM32F2x特别适合需要1个或2个电机控制驱动器的应用。即便驱动两个电机时，150DMIPS的性能让STM32F2x有充足后备动力驱动其它复杂的应用任务。

　　STM32F-2配备STM32 PMSM FOC软件开发工具，实现了磁场定向控制（FOC）驱动3相永磁同步表面安装电机（SM-PMSM）和内部安装电机（I-PMSM），最新的3.1版 STM32 PMSM FOC开发工具套件包含STM32F-2微控制器，预计2011年7月上市。

　　STM32 PMSM FOC开发工具套件可用于快速评估STM32微控制器的各种应用和完整的应用平台，当开发在意法半导体微控制器上运行的电机控制算法时，这套开发工具有助于缩短的应用的开发周期。PMSM FOC固件的源代码采用C语言，实现了电机控制内核算法（参考系转换、电流调整、速度调整、空间矢量调制、能效优化）以及传感器检测算法、解码算法（3个并联电阻、意法半导体专利单直流链路并联电阻、隔离型电流传感器、增量编码器、霍尔传感器）和转子位置重构无传感器算法。

　　为了让大家了解STM32F-2出色的计算性能，我们做了一个性能测试。在使用两个并联电阻检测电机电流的无传感器配置中，用一个STM32F-2驱动两个PMSM电机，按照标准双矢量控制性能（以10kHz运行FOC算法）测试，CPU负荷在35%的范围内；按照高级双矢量控制性能（以16kHz运行FOC算法）测试，CPU负荷在50%的范围内。这些性能为STM32F-2 系列微控制器在工厂自动化领域开启了广泛的应用空间。

　　结语

　　要求严格的工业通信协议软件栈显然能够充分利用STM32F-2系列微控制器高于同级产品的优异性能。当执行高性能应用软件和算法时，STM32F-2执行速度比上一代产品STM32F-1提高1倍多。

　　STM32-F2系列产品已通过客户检测验证，目前正在提升产量。大多数固件和协议栈已经上市，未上市的也准备今年夏季发布。STM32-F2系列产品的升级产品目前正在设计阶段，新一代产品包括基于Cortex-M4内核的微控制器，能够更好地支持需要数字信号处理器的应用。