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【探索发现STM32 F3系列】利用STM32F3的DSP增强计算实现姿态检测

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zt1234 发布时间:2012-12-20 04:41
    近年来,STM32单片机以集成度高、功能强大而得到广泛应用,在众多CORTEX M系列的ARM芯片中脱颖而出,成为没有操作系统的应用的热点芯片。我们之前的姿态检测应用中采用了STM32F103RET6芯片,利用其I2C和SPI总线与陀螺仪和加速度传感器组成惯性测量系统,再利用其内嵌的USB接口与上位机通信。目前实现的功能是STM32F103与传感器接口后获取数据直接上传到计算机,计算机在MATLAB环境中利用卡尔曼滤波算法进行姿态检测,算法运行良好,但不能摆脱计算机而实现嵌入式,采用更高端的芯片又失去模块的体积优势。注意到STM32F3系列内部具有DSP功能,适合数值计算,并与STM32F1引脚兼容,恰逢EEFOCUS举办STM32F3的试用申请活动,特以申请。
# d: ^7 n1 t" u" z2 W8 E(1)、从F1、F2到F4系列,对这些系列的产品认知看法,以及在个人的产品应用中,产生的不同系列间的功能对比。
* w1 J, z, N2 f3 o  ^5 N整体印象中,STM32F103以USB接口而著名,STM32F107以USB和ETRHERNET为特长。而STM32F0系列貌似可以代替原来的51等单片机啦。现在单片机的种类很多,AVR的特点是RISC并且有AVRUSB,MSP430是低功耗还有利尔达的推广,PIC近几年动静不大,当年是IO口的驱动能力最强的,51虽然性能差点,但入门简单仍然是大学学习的重点。可以把智能器件分成几个层次,在单片机及微处理器中,以51/AVR/MSP/PIC等为基础,约10元以下,他们只需要C语言就可以,硬件资源包括GPIO/ADC一般是10bit以下/通信/定时器等。以STM32F107/LPC1788/AVRX32等为中等约100元以下,他们可以增加了USB/ETHERNET,软件就有网络协议和USB协议。用过M3的STM32F103,,能跑72MHz,FLASH和SRAM可选容量,时钟、复位和电源管理,低功耗,2个12位模数转换器,7通道DMA控制器,定时器、ADC、SPI、I2C和USART,支持串行线调试(SWD)和JTAG接口。而已ARM9/ARM11等为高端应用,他们约几百元吧,就要有LINUX/WINCE/ANDROID的应用啦,实际上这个层次主要是软件啦。应该根据不同的应用选用不同的器件。0 B0 a8 H, \+ V  y; Z
(2)、对STM32 F3新产品的认知和看法(客观公正,进行负面抨击者将被删除申请并取消活动资格): ]. {$ e% N5 S% B) g
ARM的经营策略使其扩展影响,他把IP核授权给多家公司,生产的众多器件都冠以ARM核无形中就是给ARM做广告了。他有A/R/M三种系列的IP核,M就是低功耗低价值的。从M0开始现在都到M4啦,CORTEX要比原来的ARM7TDMI强啊。M0好像要取代51。STM32 F3系列为M4内核了,整合了带有DSP 与FPU 指令、还有模拟外设,快速12位5 MSPS 和精密16位sigma-delta ADC、可编程增益放大器(4档增益、精确度为1%)、快速50 ns 比较器和工作频率为144 MHz 的多功能时钟控制单元实现了嵌入式DSC 设计创新,从而实现了最佳集成。这些硬件资源可以简化前端设计啊,比如利用放大器直接做传感器接口,还有高精度ADC,做一般仪表基本不用外加电路啦,有点PSOC的感觉啊,现在的模拟与数字混合是个趋势啊。特别是有电池供电正符合我的需要。
- L9 N0 {1 S8 z) v8 D(3)、对STM32 F3系列的新品提出切实的问题和建议。
1 _, l; @/ q( J' ^里面有DSP资源,那常规的算法是否有软件支持。比如经典的FFT运算、矩阵运算等。STM32F3的DISCOVERY具有MEMS的9自由度传感器,这些传感器若只用于一般的逻辑监测就没有意义啦,没有发挥智能作用,应当与惯性导航理论结合起来,结合的话一般需要复杂的数字运算,希望在开发环境中提供矩阵运算的支持。: K- h/ @0 c! n, ~& B' N+ f
(4)、基于对STM32F3探索套件的认识和掌握,提出对套件板卡的学习或项目使用计划。
. v3 T; ]$ ]& N7 P8 i今年参加了INEMO竞赛取得好成绩。使用的传感器和STM32F103是分离的,体积比较大,携带不方便,没有DSP的支持,最终性能还需要提高。知道STM32F3的DISCOVERY后可以满足这个需要啊。首先他有DSP资源,可以把扩展卡尔曼滤波等原来在上位机的算法放到单片机里面,另外这个板子的CPU和传感器是集成的,体积小,离我最终的目标更近一步啦,还能用电池供电,简直酷毙啦。我要申请,我要应用,我要申请专利,我要创造价值,我要为人类做贡献。。。。。。& s- y# i; Y# x2 X
(5)、附件分项:在官方给定的资料、例程之外,还可以探索出STM32F3系列的哪些新功能、应用?; L  h& s# M8 L; E/ h; t" H
stm32f3的discovery除了学习STM32F3系列本身的单片机功能外,主要是有9自由度传感器啊,可以做姿态监测、定位
* W* s# {9 {7 K7 Z3 g; v0 ]2 I/ ^/ N体感游戏等等,尽情施展你的创新才华的平台。
2 I" y; E5 h8 c. K: b" N' G/ L6 X 
收藏 评论4 发布时间:2012-12-20 04:41

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4个回答
felixyang-2818 回答时间:2012-12-20 09:57:57

回复:【探索发现STM32 F3系列】利用STM32F3的DSP增强计算实现姿态检测

 学习一下,一天一个新的Idea。
zt1234 回答时间:2012-12-22 06:18:52

回复:【探索发现STM32 F3系列】利用STM32F3的DSP增强计算实现姿态检测

STM32系列的发展顺序是F0、F1、F2、F4、F3吗
sanjin555 回答时间:2012-12-31 10:46:53

RE:【探索发现STM32 F3系列】利用STM32F3的DSP增强计算实现姿态检测

不错,个人对体感游戏比较看好,效果逼真,又可健身。2 Y' b4 r* A" o0 `. P' Q
试想一下,带一个手套,就可以在家任意打乒乓球,高尔夫,网球.....就能把拇指族玩的的掌上游戏,统统比下去。
zt1234 回答时间:2012-12-31 15:29:14

RE:【探索发现STM32 F3系列】利用STM32F3的DSP增强计算实现姿态检测

借助虚拟现实技术,可以实现虚拟健身房
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