第一章STM32G4概述2024年6月26日STM32G4系列特性123STM32G4主要應(yīng)用STM32生態(tài)資源意法半導(dǎo)體（ST）集團(tuán)及其產(chǎn)品意法半導(dǎo)體（ST）集團(tuán)于1987年6月成立，由意大利的SGS微電子公司和法國(guó)Thomson半導(dǎo)體公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSONMicroelectronics將公司名稱改為意法半導(dǎo)體有限公司。2007年發(fā)布了第一款STM32產(chǎn)品，在十余年的時(shí)間里累計(jì)推出多條產(chǎn)品線，產(chǎn)品系列不斷完善。STM32G4分為三大產(chǎn)品系列：入門型、性能型、高精度PWM型，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品分別是STM32G4x1、STM32G4x3、STM32G4x4。圖1-1STM32產(chǎn)品平臺(tái)陣營(yíng)STM32G4系列特性01迭代和延續(xù)STM32G4并不是從零開始的新產(chǎn)品線。它是2012年發(fā)布的STM32F3產(chǎn)品線的延續(xù)版本，它繼承了很多STM32F3的理念和基因，帶來更強(qiáng)勁的性能和數(shù)模效果。STM32G4是STM32F3的升級(jí)，但并不是完全取代，因?yàn)樗鞣矫娴呐渲脮?huì)比F3更高級(jí)，資源也會(huì)更豐富。迭代與延續(xù)2012年發(fā)布了首款混合信號(hào)微控制器STM32F32014年又發(fā)布了STM32F343，進(jìn)入到原來被DSP壟斷的數(shù)字電源市場(chǎng)2019年推出一款性能更強(qiáng)大的產(chǎn)品STM32G4來滿足不斷升級(jí)的市場(chǎng)需求圖1-2STM32F3到STM32G4的迭代和延續(xù)迭代與延續(xù)與STM32F3系列相比，STM32G4在性能、豐富的內(nèi)置數(shù)模外設(shè)、功能安全與信息安全以及完整的產(chǎn)品四個(gè)方面有創(chuàng)新和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。圖1-3STM32F3和STM32G4性能對(duì)比（1）性能示例：在電機(jī)控制應(yīng)用中遇到三角函數(shù)計(jì)算，會(huì)交給數(shù)學(xué)加速器來處理，這樣不僅可以減輕CPU的負(fù)擔(dān)，而且還可以提高計(jì)算效率，比原來由CPU處理時(shí)的效率提升了5倍。數(shù)字濾波加速器，可被用于生成三極點(diǎn)三零點(diǎn)3p3z補(bǔ)償器、SigmaDelta調(diào)頻器和噪音整形器，用于數(shù)字電源設(shè)計(jì)中非常具有優(yōu)勢(shì)。內(nèi)核170MHz高主頻增加了3種不同的硬件加速器ART加速器（動(dòng)態(tài)緩存），實(shí)現(xiàn)全部代碼加速，幫助用戶提高代碼綜合執(zhí)行效率關(guān)鍵程序加速器CCM-SRAM（靜態(tài)緩存），預(yù)配置確定性保障數(shù)學(xué)加速器涉及三角函數(shù)和數(shù)字濾波器（2）豐富的內(nèi)置數(shù)模外設(shè)器件名稱主要參數(shù)值A(chǔ)DC(upto5)拓?fù)銼AR12-bit+硬件過采樣

16-bit采樣率Upto4Msps(15ksps16-bit)輸入單端輸入與差分輸入偏移與降噪補(bǔ)償自動(dòng)校準(zhǔn)以降低噪音與偏移DAC(upto7)采樣率15Msps(內(nèi)部輸出)1Msps(帶緩沖輸出)穩(wěn)定時(shí)間16ns運(yùn)放(upto6)帶寬13MHZ斜率45V/us偏置可編程放大倍數(shù)（精度）2,4,8,16,-1,-3,-7,-15(1%)32,64,-31,-63(2%)比較器(upto7)電壓范圍1.62..3.6V傳播延遲16.7ns偏置-6..+2mV滯回補(bǔ)償8種:0,9,18,27,36,45,54,63mV集成化的設(shè)計(jì)，擁有豐富的內(nèi)置數(shù)模外設(shè)不僅減小了PCB尺寸，而且節(jié)約了項(xiàng)目開發(fā)成本使電機(jī)控制板面設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔，BOM成本更加優(yōu)化（3）功能安全與信息安全STM32G4產(chǎn)品采用了雙BankFlash機(jī)制，這一創(chuàng)新應(yīng)用主要是考慮到信息的安全性STM32G4內(nèi)部有兩塊用戶Flash區(qū)域，支持同時(shí)在兩個(gè)不同的Bank上加載應(yīng)用程序，一個(gè)Bank用來運(yùn)行程序，另一個(gè)可以在線升級(jí)固件程序在這兩個(gè)Flash區(qū)域中，可以設(shè)定一塊安全存儲(chǔ)區(qū)域（4）完整的產(chǎn)品目錄STM32G4產(chǎn)品擁有一個(gè)完整的平臺(tái)，共分為入門型、性能型、高精度PWM型三個(gè)系列，10余種類型的開發(fā)板，覆蓋從入門到高端不同需求。參數(shù)STM32G474高精度PWM型STM32G473性能型STM32G473性能型STM32G431入門型內(nèi)核，主頻ArmCortex-M4,170MHzFlash(max)128KbytessinglebankRAM(upto)96Kbytes22KbytesCCM-SRAM(code-SRAM)32Kbytes10Kbytes12-bitADCSAR比較器74運(yùn)放1%精度6312-bitDAC74高級(jí)電機(jī)控制定時(shí)器CAN-FD12通道高精度定時(shí)器--供電范圍1.72to3.6V圖1-4STM32G4產(chǎn)品系列構(gòu)成圖1-5STM32G4產(chǎn)品系列STM32G4主要應(yīng)用02STM32G4主要應(yīng)用STM32G4作為一款基于ArmCortex-M4架構(gòu)的產(chǎn)品，定位為主流型MCU，主要針對(duì)電機(jī)控制、工業(yè)設(shè)備與測(cè)量?jī)x器、高端消費(fèi)類應(yīng)用和數(shù)字電源等應(yīng)用場(chǎng)景。針對(duì)電機(jī)控制，建立了完整的生態(tài)系統(tǒng)，提供完整的硬件、軟件、工具、資料等資源。STM32G4并不是完整取代STM32F334，而是在STM32F334的基礎(chǔ)上做了提升，去覆蓋更復(fù)雜的一些數(shù)字電源應(yīng)用場(chǎng)景STM32G4主要應(yīng)用性能配置電機(jī)控制（家電、電動(dòng)自行車，空調(diào)）工業(yè)設(shè)備與測(cè)量?jī)x器高端消費(fèi)類應(yīng)用（可再充電設(shè)備，無人機(jī)，玩具）數(shù)字電源（服務(wù)器，通訊電源，EV充電樁與充電站）高速CPU170MHz●●●●數(shù)字加速器（三角函數(shù)）●●

數(shù)字加速器（數(shù)字濾波器3p3z補(bǔ)償器）

●高級(jí)電機(jī)控制定時(shí)器●

高速比較器（17ns）●

●4MSPSADC-12bit+硬件過采樣●

●可編程放大器（PGA）●

DAC-12bit●

1%精度RC時(shí)鐘●

●

支持CAN-FD

●

●

高級(jí)定時(shí)器

●

RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘支持備份寄存器

●

Dualbankflash支持在線升級(jí)

●

●AES&信息安全

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●超薄封裝，小尺寸

●

●

內(nèi)置豐富模擬外設(shè)

●●SAI（音頻接口）

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USBtype-CPowerDelivery3.0

●

12通道高精度定時(shí)器（184ps）

●STM32生態(tài)資源03（1）網(wǎng)址、公眾號(hào)AI電堂：/AI電堂微信公眾號(hào)：

公眾號(hào)小程序STM32全球網(wǎng)頁(yè)：/stm32STM32中文官網(wǎng)：/STM32社區(qū)：/STM3221ic社區(qū)：/stm32/ST中國(guó)大學(xué)計(jì)劃主頁(yè)：/universitySTM32中文技術(shù)支持郵箱：mcu.china@STM32大學(xué)計(jì)劃聯(lián)系郵箱：edu.china@ST微信公眾號(hào)：

訂閱號(hào)服務(wù)號(hào)視頻號(hào)線上課程入口（2）STM32G4電機(jī)控制相關(guān)技術(shù)文檔STM32G4產(chǎn)品介紹：/Product/pro_detail/STM32G4/productSTM32G4相關(guān)設(shè)計(jì)文件：/Product/pro_detail/STM32G4/design_resource數(shù)據(jù)手冊(cè)、參考手冊(cè)、開發(fā)板介紹、選型手冊(cè)、編程手冊(cè)、應(yīng)用筆記、用戶手冊(cè)等相關(guān)資源均可進(jìn)入相應(yīng)頁(yè)面下載。STM32G4產(chǎn)品主頁(yè)如圖1-6所示。電機(jī)培訓(xùn)資料下載：/電機(jī)控制方案查詢：/st-mc-suite/home/#/index圖1-6STM32G4產(chǎn)品主頁(yè)（3）STM32G4電機(jī)控制相關(guān)視頻資源①《STM32G4系列產(chǎn)品特性以及電機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用》本課程從ST生態(tài)系統(tǒng)介紹和使用展開，結(jié)合當(dāng)前熱門的電機(jī)控制領(lǐng)域應(yīng)用，把產(chǎn)品特性深入到實(shí)際應(yīng)用，點(diǎn)面結(jié)合下讓大家更能夠熟悉和掌握STM32G4優(yōu)秀的特性，為未來的產(chǎn)品使用打下基礎(chǔ)；同時(shí)還結(jié)合了STM32Cube生態(tài)，以及電機(jī)FOC控制生態(tài)，可讓大家全方位熟悉使用ST所打造的完整的生態(tài)環(huán)境，為電機(jī)領(lǐng)域的開發(fā)帶來便利條件。課程內(nèi)容：1）STM32G4特性和市場(chǎng)介紹2）STM32工具介紹與使用3）使用STM32Cube工具上手STM32G44）內(nèi)核介紹：ART，CCMSRAM，浮點(diǎn)運(yùn)算，乘加指令5）VREFBUF，Timer&ADC介紹，以及兩者在電機(jī)應(yīng)用中的聯(lián)動(dòng)機(jī)制6）特別外設(shè)：CORDIC，F(xiàn)MAC，運(yùn)放，比較器，DAC7）結(jié)合STM32CubeMX，MCSDKV5.4移植STM32G4電機(jī)矢量控制代碼8）STM32G4特別外設(shè)應(yīng)用于電機(jī)控制課程學(xué)習(xí)鏈接：網(wǎng)頁(yè)版：/columndetail?id=5c5cfa8517394c09b6f67d8fa486ad62手機(jī)版：掃碼觀看（3）STM32G4電機(jī)控制相關(guān)視頻資源②《基于MCSDKV5.4電機(jī)庫(kù)的STM32電機(jī)控制理論與實(shí)踐》隨著無刷直流電機(jī)（BrushlessDirectCurrentMotor，簡(jiǎn)稱BLDCM）和永磁同步電機(jī)（PermanentMagnetSynchronousMotor，簡(jiǎn)稱PMSM）在諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，并且用量也在逐步增長(zhǎng)，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)做為核心部分直接影響到產(chǎn)品性能；控制技術(shù)之一的FOC控制技術(shù)（磁場(chǎng)定向控制技術(shù)）有其眾多的優(yōu)勢(shì)，隨著MCU的性能提升已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，ST作為致力于ARMCortex-M內(nèi)核的領(lǐng)跑者，其FOC控制技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在STM32全系列產(chǎn)品上；本課程將介紹FOC控制理論，以及電機(jī)軟件庫(kù)的構(gòu)成與使用；同時(shí)針對(duì)實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)了幾個(gè)試驗(yàn)，指導(dǎo)用戶一步步實(shí)現(xiàn)真實(shí)的電機(jī)控制，讓客戶輕松上手使用ST的電機(jī)控制庫(kù)。課程內(nèi)容：1）STMCSDK電機(jī)控制庫(kù)總體概況2）電機(jī)FOC控制原理3）電機(jī)控制硬件注意點(diǎn)介紹4）MCSDKV5.4

軟件詳解以及應(yīng)用調(diào)試說明5）試驗(yàn)環(huán)節(jié)課程學(xué)習(xí)鏈接：網(wǎng)頁(yè)版：/columndetail?id=126b8417f88949799f4caf99e98e2ee1手機(jī)版：掃碼觀看（3）STM32G4電機(jī)控制相關(guān)視頻資源③《STM32電動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用系列講座》通過六大系列主題課程，全面介紹ST的MCU在電動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，帶你深入理解電動(dòng)機(jī)控制的基本概念和方法，教你學(xué)會(huì)如何充分利用ST提供的產(chǎn)品、硬件評(píng)價(jià)板及電動(dòng)機(jī)控制軟件開發(fā)包（STMCSDK）來開發(fā)一套電動(dòng)機(jī)控制器。課程內(nèi)容：1）STMCSDK5.x概覽2）永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制基礎(chǔ)3）電動(dòng)機(jī)相電流檢測(cè)與重構(gòu)方法及轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)與估計(jì)方法4）STMCSDK