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适用于电力电子应用的 STM32G474 微控制器
使用 NUCLEO-G474RE 开发板实现带有定时器、PWM 和 ADC 的电力电子项目
讲师：Shivkumar Iyer
您将学到什么
- STM32G474微控制器架构及外设
- 安装和设置 STM32CubeIDE
- NUCLEO-G474RE 的架构和特性
- 导入示例项目并在 NUCLEO-G474RE 上执行
- 配置并使用 GPIO 引脚作为数字输出
- 配置并使用计时器进行控制
- 配置和使用定时器来生成 PWM 门控脉冲
- 配置并使用 ADC 模块接收测量的模拟信号
探索相关主题
- 微控制器
- 工程
- 教学与学术
要求
- 基本 C 编程
- 基础电力电子技术 – 脉冲宽度调制策略
描述
STM32G474微控制器是 STM32 G 系列中功能强大且备受追捧的芯片，广泛应用于电力电子行业。本课程专为嵌入式系统初学者电力电子工程师设计，为他们提供微控制器功能及其与电力电子应用集成方面的坚实基础。
本课程通过清晰易懂的讲解，涵盖了 STM32G474 微控制器的主要功能和外设，帮助学习者了解其在实际应用中的作用。本课程重点介绍电力电子中常用的模块：GPIO（通用输入/输出）、定时器、脉冲宽度调制 (PWM)和模数转换器 (ADC)。
课程包括使用NUCLEO-G474RE 开发板（仅售 20 美元！）进行动手实验，该开发板采用 STM32G474RE 微控制器及其所有外设，可通过方便的接头轻松进行实验。学习者将通过简单、有趣的项目获得实践经验，帮助他们建立将知识应用于现实场景的信心。
本课程旨在让学习者使用经济实惠的组件，以不到150 美元的价格建立一个经济实惠的家庭实验室。本课程还介绍了意法半导体的免费工具STM32CubeIDE，它通过自动代码生成和外设模块的详细寄存器级配置简化了开发。学习者将探索如何下载示例项目、访问技术文档以及利用强大的开发工具实现最佳学习效果。
完成本课程后，您将全面了解 STM32G474 微控制器，能够设计和实施基本的电力电子系统，并获得使用 NUCLEO-G474RE 开发板的实践经验。
本课程适合哪些人：
- 电气工程专业的学生
- 电力电子工程师
- 硬件工程师
| 共 115 节课程 • 总时长 16 小时 45 分钟 | |
| 第一章 引言 | |
| 1. 欢迎来到课程 | 8分5秒 |
| 2. 课程的目标受众 | 8分38秒 |
| 3. 课程要求 | 25分38秒 |
| 4. 完成课程的技巧 | 7分17秒 |
| 第二章 安装和设置 | |
| 1. 在 NUCLEO 板上执行示例 GPIO 切换项目 | 6分20秒 |
| 2. GPIO翻转项目示例描述 | 15分34秒 |
| 3. 一个STM32项目中的文件类型概述 | 5分53秒 |
| 4. 电子入门技巧 | 10分5秒 |
| 5. 介绍 | 3分40秒 |
| 6. 安装STM32CubeIDE | 10分19秒 |
| 7. 下载NUCLEOG474RE板卡的示例项目 | 7分31秒 |
| 8. 下载文档 | 8分59秒 |
| 9. 导入示例GPIO切换项目 | 7分20秒 |
| 第三章 通用输入输出GPIO | |
| 1. 介绍 | 2分35秒 |
| 2. 在电力电子应用中使用微控制器外设 | 14分33秒 |
| 3. STM32G474的GPIO模块概述 | 6分47秒 |
| 4. 启用GPIO模块的定时器 | 11分37秒 |
| 5. GPIO模块的配置寄存器 | 13分14秒 |
| 6. 将LED连接到GPIO引脚 | 8分26秒 |
| 7. 在STM32CubeIDE中创建新项目 | 15分32秒 |
| 8. 新项目演示 | 11分 |
| 9. 配置寄存器数据结构 | 12分1秒 |
| 10. 简化文档和理解电路板连接器 | 11分32秒 |
| 11. 配置GPIO引脚 第一部分 | 15分42秒 |
| 12. 配置GPIO引脚第二部分 | 18分4秒 |
| 13. 编译GPIO项目 | 1分53秒 |
| 14. 执行GPIO项目 | 3分13秒 |
| 15. 结论 | 3分30秒 |
| 第四章 定时器和中断 | |
| 1. 介绍 | 3分7秒 |
| 2. 振荡器和时钟信号在STM32G474 | 11分57秒 |
| 3. 设置系统时钟 | 3分45秒 |
| 4. STM32G474 定时器概述 | 7分34秒 |
| 5. 计时器配置部分 1 | 14分5秒 |
| 6. 计时器配置部分 2 | 4分34秒 |
| 7. 嵌套向量中断控制器 NVIC | 5分6秒 |
| 8. STM32CubeIDE时钟配置功能 | 12分19秒 |
| 9. 项目设置和计时器模块文档提取 | 11分56秒 |
| 10. 定时器1配置 | 16分42秒 |
| 11. 定时器6配置 | 4分46秒 |
| 12. NVIC 配置 | 12分36秒 |
| 13. 中断服务例程 ISRs | 13分12秒 |
| 14. 编译项目 | 3分30秒 |
| 15. 执行项目 | 2分7秒 |
| 16. 调试项目 | 8分19秒 |
| 17. 结论 | 3分21秒 |
| 第五章 脉冲宽度调制 | |
| 1. 介绍 | 4分25秒 |
| 2. 模块概述 | 8分26秒 |
| 3. 高分辨率定时器模块HRTIM的配置和设置，第一部分 | 14分54秒 |
| 4. 高分辨率定时器模块HRTIM的配置和设置第2部分 | 12分40秒 |
| 5. 高分辨率定时器模块HRTIM的配置和设置第3部分 | 5分33秒 |
| 6. 高分辨率定时器模块 HRTIM 的配置和设置 第 4 部分 | 6分21秒 |
| 7. 高级控制定时器的配置和设置 第一部分 | 15分28秒 |
| 8. 高级控制定时器的配置和设置第2部分 | 3分55秒 |
| 9. 项目设置和文档提取 | 5分22秒 |
| 10. 配置HRTIM 第一部分 | 21分39秒 |
| 11. 配置HRTIM部分2 | 9分50秒 |
| 12. 配置HRTIM 第3部分 | 7分57秒 |
| 13. 配置HRTIM部分4 | 12分7秒 |
| 14. 配置HRTIM部分5 | 12分40秒 |
| 15. 配置HRTIM第6部分 | 11分5秒 |
| 16. 编译基础HRTIM PWM项目 | 2分14秒 |
| 17. 执行基本的HRTIM项目 | 3分57秒 |
| 18. 配置HRTIM第7部分 | 14分18秒 |
| 19. 使用死区时间编译HRTIM项目 | 2分2秒 |
| 20. 执行具有死区的HRTIM项目 | 4分35秒 |
| 21. 配置TIM1高级控制定时器部分1 | 7分36秒 |
| 22. 配置TIM1高级控制定时器部分2 | 15分26秒 |
| 23. 配置TIM1高级控制定时器第3部分 | 11分5秒 |
| 24. 配置TIM1高级控制定时器部分4 | 14分42秒 |
| 25. 编译基本TIM1 PWM项目 | 2分51秒 |
| 26. 编译修正的基本TIM1 PWM项目 | 1分48秒 |
| 27. 执行基本的TIM1 PWM项目 | 5分16秒 |
| 28. 在TIM1 PWM门极脉冲之间插入死区时间 | 8分35秒 |
| 29. 执行完整的TIM1 PWM项目 | 3分20秒 |
| 30. 启用中断 | 12分27秒 |
| 31. 编写PWM中断的ISR | 13分46秒 |
| 32. 清除中断标志 | 4分36秒 |
| 33. 编译最终的PWM项目 | 2分29秒 |
| 34. 执行最终PWM项目 | 2分32秒 |
| 35. 在向上向下计数模式下配置HRTIM | 13分37秒 |
| 36. 配置TIM1为向上向下计数模式 | 5分53秒 |
| 37. 编译项目，其中PWM配置为上下计数模式 | 41秒 |
| 38. 在向上向下计数模式下执行PWM项目 | 4分11秒 |
| 39. 结论 | 2分53秒 |
| 第六章 模数转换器 ADC | |
| 1. 配置TIM6以生成模拟信号 | 11分14秒 |
| 2. 编译项目以生成测试模拟信号 | 3分26秒 |
| 3. 执行项目以查看测试模拟信号 | 4分21秒 |
| 4. 将测试信号反馈到模拟输入引脚和测试方法 | 3分59秒 |
| 5. 通过调试模式验证ADC操作 | 7分43秒 |
| 6. 通过GPIO波形验证ADC精度 | 14分36秒 |
| 7. 配置测试GPIO引脚 | 13分13秒 |
| 8. 编译项目以测试ADC精度 | 2分53秒 |
| 9. 执行测试项目并验证ADC转换 | 5分49秒 |
| 10. 设置外部硬件触发器用于ADC第一部分 | 16分34秒 |
| 11. 设置外部硬件触发器用于ADC第二部分 | 8分27秒 |
| 12. 执行HRTIM触发项目 | 13分38秒 |
| 13. 设置外部硬件触发器，用于ADC，第3部分 | 13分36秒 |
| 14. 执行TIM1触发项目 | 4分18秒 |
| 15. 结论 | 3分30秒 |
| 16. 引言 | 3分23秒 |
| 17. ADC初始化 | 10分43秒 |
| 18. 选择ADC模块的输入通道 | 15分21秒 |
| 19. 使用数字结果 | 6分56秒 |
| 20. 在输入引脚处调节模拟信号 | 6分46秒 |
| 21. 调整NUCLEOG474RE主板上的VREF跳线设置 | 3分18秒 |
| 22. 设置ADC项目 | 5分1秒 |
| 23. 从先前项目中复制代码 | 9分49秒 |
| 24. 验证项目设置，通过修复旧代码 | 7分21秒 |
| 25. 设置ADC输入时钟 | 10分57秒 |
| 26. 初始化ADC模块 | 10分39秒 |
| 27. 配置ADC输入的采样和保持时间 | 13分13秒 |
| 28. 配置模拟输入的序列 | 15分32秒 |
| 29. 配置ADC SOC触发器和EOC中断服务程序 | 14分14秒 |
| 30. 从HRTIM中断触发ADC SOC | 7分11秒 |
| 第七章 结论 | |
| 1. 结论 | 9分40秒 |
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