STM32G474¶

GitHub : Cortex-M4 170MHz FSMC CAN-FD 15MSPS-DAC 4MSPS-ADC UCPD HRTIM AES256

Xin简介 ¶

规格参数 ¶

内嵌数学运算加速器，丰富的数模外设，运放、比较器、DA、AD等，带有双安全存储区域，ART加速提高Flash读取运行速度。支持FPU和DSP指令，以及3种不同的硬件加速器： ART Accelerator™、CCM-SRAM程序执行加速器、以及数学运算加速器。

基本参数 ¶

发布时间：2019年5月
参考价格：
制程工艺：
供货周期：
处理性能：212 DMIPS, 550 CoreMark , Level3
封装规格：LQFP48/LQFP64/LQFP100/LQFP128
运行环境：-40°C to +85°C/125°C
RAM容量：128 KB
Flash容量：128/256/512 KB

特征参数 ¶

170 MHz Cortex-M4
FSMC
高分辨率定时器 HRTIM (184ps)
5x 12bit ADC (4 MSPS)
7x 12bit DAC (15 MSPS)
7x CMP (17ns)
6x PGA
USB Type-C™和电力传输控制器 UCPD
3x CAN-FD

芯片架构 ¶

电源参数 ¶

供电电压：1.71 to 3.6 V

HRTIM ¶

继承自STM32F334xx系列的高分辨率定时器HRTIM外设，在G4系列更高的主频下可以到达 184ps 分辨率,易于编程实现的简单高分辨率执行流程（等同于4.6 GHz的定时器）

性能分析 ¶

内核相关性能同 STM32G431 性能测试

该系列是2012年推出的STM32F3系列的延续，它继承了很多STM32F3的理念和基因，带来更强劲的性能和数模效果。

STM32G4系列最高工作温度可达到125°C，具有更强的抗电气干扰能力，可耐受4kV以上的瞬变电压，增强的可靠性也进一步扩展了其应用范围，特别是一些工业领域。

STM32G4x4系列具有高分辨率定时器和复杂波形生成器，以及事件处理器，这使其特别适合于数字电源应用，如数字开关电源、照明、焊接、太阳能和无线充电等。

品牌对比 ¶

在模拟外设集成度和技术指标上，国内尚没有可以媲美的产品。

系列对比 ¶

STM32G4与STM32F3系列高度兼容，作为后者的升级选项，确保在设计不同性能等级的衍生应用时提供卓越的效率。

STM32G474在STM32G4系列中定位高分辨率，独有复杂波形生成器和事件处理器HRTIM，该功能继承自STM32F334，除该功能外，在G4系列中可选STM32G473系列，如果没有FSMC需求且对模拟外设数量要求不多，可选更高性价比的 STM32G431

Vendor	Mark	RAM	Flash	UART	BLE	USB	Ethernet
STM32G474
STM32G431
STM32H730

Note

STM32G474系列配备的 HRTIM 竞争者还包括前代 STM32F334 和高性能 STM32H730 系列，也就从成本和性能两端限制了该系列的扩展。

开发工具
硬件平台
- NUCLEO-STM32G474RE
外设使用
- HRTIM
- PGA
参考方案
- 15KW三相双向充电桩

开发工具 ¶

使用STM32芯片最直接方式是通过 stm32cube 工具构建基本运行体，不用开发者自己去研究寄存器初始化相应外设（但请注意使能）。

使用ARM在线平台 MBED 支持NUCLEO-G474RE开发板的构建开发。

源圈OS-Q通过先验证的方式，集成了更多可信赖资源 PlatformIO STM32G4 可以作为一个启动模板，作为一个开源编译体系便于多系统下开发。

HRTIM
PGA

HRTIM ¶

HRTIM控制PWM输出

/* --------------------- 定时器 D 初始化 ------------------------ */
/* TIMD 计数器工作于连续模式，发生 REP 事件时使能预加载 */
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D].TIMxCR =
HRTIM_TIMCR_CONT + HRTIM_TIMCR_PREEN + HRTIM_TIMCR_TREPU;

/* 周期设置为 100kHz， CMP1 设置为周期的 25%， CMP2 设置为周期的 75% */
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D].PERxR = _100KHz_PERIOD;
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D].CMP1xR = _100KHz_PERIOD/4;
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D].CMP2xR = (3*_100KHz_PERIOD)/4;

/* TD1 输出，在 TIMD 周期下置位，在 TIMD CMP1 事件下复位 */
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D].SETx1R = HRTIM_SET1R_PER;
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D].RSTx1R = HRTIM_RST1R_CMP1;

/* TD2 输出，在 TIMD CMP2 下置位，在 TIMD 周期事件下复位 */
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D].SETx2R = HRTIM_SET2R_CMP2;
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D].RSTx2R = HRTIM_RST2R_PER;

/* --------------------- 定时器 A 初始化 ------------------------ */
/* TIMA 计数器工作于连续模式，预分频器 = 010b ( 除 以 4) */
/* 在 REP 事件下使能预加载 */
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_A].TIMxCR = HRTIM_TIMCR_CONT
+ HRTIM_TIMCR_PREEN + HRTIM_TIMCR_TREPU + HRTIM_TIMCR_CK_PSC_1;

/* 设置周期为 33kHz，且占空比为 25% */
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_A].PERxR = _33KHz_PERIOD;
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_A].CMP1xR = _33KHz_PERIOD/4;
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_A].CMP2xR = _33KHz_PERIOD/2;
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_A].CMP3xR = (3*_33KHz_PERIOD)/4;

/* TA1 输出，在 TIMA 周期下置位，在 TIMA CMP1 事件下复位 */
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_A].SETx1R = HRTIM_SET1R_PER;
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_A].RSTx1R = HRTIM_RST1R_CMP1;

/* TA2 输出，在 TIMA CMP2 下置位，在 TIMA 周期事件下复位 */
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_A].SETx2R = HRTIM_SET2R_CMP2;
HRTIM1->sTimerxRegs[HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_A].RSTx2R = HRTIM_RST2R_CMP3;

/* 使能 TA1, TA2, TD1 和 TD2 输出 */
HRTIM1->sCommonRegs.OENR = HRTIM_OENR_TA1OEN + HRTIM_OENR_TA2OEN +
HRTIM_OENR_TD1OEN + HRTIM_OENR_TD2OEN;

/* 初始化 HRTIM GPIO 输出 */
GPIO_HRTIM_outputs_Config();
/* 启动定时器 A 和定时器 D */
HRTIM1->sMasterRegs.MCR = HRTIM_MCR_TACEN + HRTIM_MCR_TDCEN;

PGA ¶

Input voltage offset: approx. +/- 3 mV (after built-in calibration of offset)
Bandwidth: approx. 13 MHz
Slew rate:Normal mode: approx. 6.5 V/µs; High speed mode: approx. 45 V/µs.
Output saturated voltage: less than 100 mV (rai-to-rail)
Gains: Positive +1, +2, +4, +8, +16, +32, +64; Negative -1, -3, -7, -15, -31, -63
Typical gain error: 2%.
Open loop gain: ~ 95 dB
Wakeup time: 3 µs.

参考方案 ¶

15KW三相双向充电桩 ¶

核心技术优势

三相维也纳，可以实现AC/DC DC/AC双相逆变，主要用于大功率充电桩等前级应用。
ST新一代数字电源控制芯片STM32G474，实现纯数字控制，灵活配置。
方案尺寸小，频率高达100KHz。
控制芯片可以输出12路高精度PWM，频率可以配置2-3级拓扑。

方案规格

三相三电平双向AC/DC转换。
AC交流电压：380±10%Vac，DC直流电压：800Vdc。
AC to DC模式：PF> 0.99，支持软启动，抑制浪涌电流。
整机效率高达99%。

Xin总结 ¶

能力构建
要点提示
问题整理

STM32G474¶

Xin简介 ¶

规格参数 ¶

基本参数 ¶

特征参数 ¶

芯片架构 ¶

电源参数 ¶

HRTIM ¶

性能分析 ¶

Xin选择 ¶

品牌对比 ¶

系列对比 ¶

型号对比 ¶

必选理由 ¶

Xin应用 ¶

开发工具 ¶

硬件平台 ¶

NUCLEO-STM32G474RE ¶

外设使用 ¶

HRTIM ¶

PGA ¶

参考方案 ¶

15KW三相双向充电桩 ¶

Xin总结 ¶

能力构建 ¶

要点提示 ¶

问题整理 ¶