精密制造与自动化
2016年第2期
基于STM32的通用型工程机械控制器的设计
孙勇威任德均杨洪坤凌志祥
（四川大学制造科学与工程学院成都610065）
摘要针对工程机械设备的特点，设计了一种基于STM32，集成多路输入输出通道，具有多种数据传输方式的通用型工程机械控制器。可应用于不同类型的工程机械设备，实现对不同类型数据的采集、存储、处理，以及对外部设备的自动控制.通过多种通讯模块与上位机通信，进行实时数据传输和工作状态监控。同时基于IAP及485 通信技术，实现控制器在线程序更新，以及工作模式选择功能。工程机械换挡控制是工程机械设备的重要控制环
节，影响整个设备的性能，因此针对控制器作为工程机械换挡控制器的应用特例进行了详细介绍关键词STM32数据采集换挡控制IAP
工程机械控制器是工程机械的核心部分，它通过采集设备的运行状态，结合操作者的指令，根据其内部设定的控制算法，实现所需的控制功能。随着工程机械设备种类的日益繁多，对控制器的智能化和通用性要求也在不断增强，设计一种智能的通
用型工程机械控制器有重要意义(1-3) 1系统总体设计
通用型工程机械控制器（以下简称控制器），选用64引脚的STM32F103RET7芯片"，内核为ARM 公司的Cortex-M3，功耗低。集成20K学节SRAM 和512K字节的片内FLASH，可满足多程序存储以及数据存储的要求。此外，工业级温度范围可保证其能够在-40℃~105℃的温度下正常工作。同时，工作在72MHz，可实现高端运算，满足控制器的需求。为保证控制器的通用性，输入输出信号电压电流范围较大，可满足绝大多数工程机械设备的需求。
系统的整体结构如图1所示，包括微处理器模块、电源模块、输入输出模块、通信模块、测温模块、指示模块、JTAG模块。
电器模线
光情入 4PWI售号编入
模澡精菜
3V格E出
MCU STM32F103RET7
（最大电流） 2BVE编出
图1系统的整体结构框图
22
控制器在线程序更新，以及工作模式选择的实现，通过485通信模块，采用IAP技术原理，将 MCU内部Flash区域进行划分，存放不同功能程序，根据用户需求，将程序引导至相应位置，实现程序
更新及模式选择。 2各部分硬件设计 2.1电源模块
控制器通过工程机械内部供电，采用电压转换芯片LM2576HVS，具有输入电压范围广、输出误差小的特点。控制器输入电压允许范围为24~60V，宽电压范围极大的增加了控制器的通用性。分别采用 LM2576HVS-ADJ、LM2576 HVS -12V、LM2576 HVS-3.3V芯片，分别将输入电压转为稳定的24V、 12V和3.3V，对各模块进行供电。同时采用电源管理芯片BTS650P，对输出部分的电源进行管理，输入转12V电路如图2所示。
U1
VIN
c2 100
GND
LU8 本sS14T3
GND
dno
JONOFF
Ground Feedback LST
100uH
图2输入转12V电路
GNT
H12V +c 1000m
GND