基于STM32F103的数字式电镀电源并联均流系统设计

　　STM32系列处理器是由意法半导体ST公司生产、基于ARM公司Cortex-M3内核的MCU，专门为微控制系统、汽车控制系统、工业控制系统和无线网络等嵌入式应用领域而设计，具有高性能、低功耗、高集成度、丰富且性能出众的片上外设、编程复杂度低等优点。数字式电镀电源并联均流系统以数字通信和控制的方式实现多个电源模块的并联工作，提供更大的输出功率，具有组合灵活、可靠性高、人机接口友善、工作模式多样等优点。本文采用STM32F103VET6处理器作为主控芯片，实现了一种以CAN总线为通信媒介、具有稳压/稳流/安培时/工艺曲线/远程控制5种工作模式、液晶图形显示的数字式电镀电源并联均流系统(以下简称“并联均流系统”)，给出了系统主要软硬件的详细设计方案。

　　1 总体设计

　　并联均流系统由主控模块和功率模块组成，如图1所示。主控模块和功率模块间以高效和高可靠性的CAN总线为通信媒介。主控模块完成人机交互和整机的运行监控。每个功率模块实质为单个电源模块，按照主控模块的指令以稳压或稳流的方式工作。系统在稳流工作方式下，主控模块将设定工作电流均匀分配给每个功率模块，功率模块根据分配电流控制本模块以稳流方式运行，从而实现系统稳流和均流。系统在稳压工作方式下，主控模块指定一个功率模块为主模块，其余为从模块。主模块按照主控模块给定的电压以稳压方式工作，实现系统稳压。同时主控模块获取每个功率模块的电流，计算平均电流并分配给从模块，从模块按照平均电流以稳流方式工作，实现系统均流。在稳流或稳压工作的基础上，安培时模式下主控模块统计工作安培时数，当达到设定安培时数时进行加药控制。工艺曲线模式下主控模块控制系统按照设定的稳压或稳流工作曲线工作。远程控制模式下，上位机通过与主控模块通信完成对系统的运程监控。

　　图1 系统总体结构图

　　2 系统硬件设计

　　2.1 主控芯片STM32F103VET6

　　STM32F103VET6属于STM32F103增强系列处理器，具有更多片内RAM和外设，具体特性如下：

　　1)采用基于哈佛架构的3级流水线内核Cortex-M3，具有单周期乘法、硬件除法特性，最高工作频率72 MHz，运算速度高达1.25DMips /MHz.

　　2)内置高速存储器，高达512 k字节的闪存和64 k字节的SRAM.

　　3)多达80个快速多功能双向I/O口，所有I/O口可以映射到16个外部中断;几乎所有端口均可容忍5V信号。

　　4)多达11个定时器，包括4个16位通用定时器、2个16位带死区控制的PWM高级控制定时器、2个看门狗定时器、系统时间定时器、2个用于驱动DAC的16位基本定时器。