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ST STM32F302K8U6TR 高性能32ビットシングルコアマイクロコントローラ

深セン明佳达電子有限公司は、電子部品分野の上級サプライヤとして、長期にわたりSTのSTM32F302K8U6TR製品を供給してきました。ARM Cortex-M4コアをベースとする高性能マイクロコントローラであるSTM32F302K8U6TRは、その優れた処理能力、豊富な周辺インタフェース、および低消費電力機能により、産業用制御となっています、 コンシューマ・エレクトロニクスおよびIoTアプリケーションに採用されています。

製品概要とコア機能

STM32F302K8U6TRは、STM32F3シリーズの製品ラインに属するメインストリームのミックスド・シグナル・マイクロコントローラです。 このモデルは、デジタル・シグナル・プロセッサ（DSP）と浮動小数点ユニット（FPU）を統合した先進的な32ビットARM Cortex-M4コア・アーキテクチャを特長としており、72MHzで優れた演算性能を発揮します。

コア・プロセッサ・アーキテクチャに関して、STM32F302K8U6TRは、ARM® Cortex®-M4コアをベースにしています。この32ビットRISCプロセッサは、Thumb-2命令セットをサポートするだけでなく、DSP命令と単精度FPU（浮動小数点演算ユニット）も統合しており、複雑な数学演算やデジタル信号処理タスクを効率的に処理できます。最大動作周波数72MHzにより、リアルタイム制御アプリケーションで卓越した演算性能を実現できます。 72MHzの動作周波数は、リアルタイム制御アプリケーションの高速応答時間を保証します。

ストレージ・リソースの割り当てに関しては、STM32F302K8U6TRマイクロコントローラは64KBのフラッシュ・プログラム・メモリと16KBのSRAMを搭載しており、中程度の複雑さのアプリケーションに十分な記憶領域を提供します。 フラッシュ・メモリは、ゼロ・ウェイト状態実行のためのリード・アクセラレーションをサポートし、コードの実行効率をさらに高めます。

ペリフェラル・インターフェースの豊富さも、STM32F302K8U6TRの特長です。 STM32F302K8U6TRは、以下を含むさまざまな通信インタフェースを統合しています：

1 CAN 2.0Bコントローラ

2つのI2Cインタフェース（SMBus/PMBusサポート）

2個のSPIインターフェース（最大18Mビット/秒）

USART×3（LINマスター・スレーブ機能をサポート）

フルスピードUSB 2.0インターフェース×1

赤外線インターフェース（IrDA）×1

これらのインターフェースは、様々なタイプのセンサー、アクチュエーター、通信モジュールを接続する際に非常に便利です。

アナログ機能については、STM32F302K8U6TRは8チャネル12ビットADC（サンプリング・レート1Msps）と1チャネル12ビットDACを集積しており、アナログ信号の取得と生成を必要とするアプリケーション・シナリオ向けに、アナログ信号を直接処理することができます。 さらに、STM32F302K8U6TRデバイスは、7つの汎用タイマ（16ビット・アドバンスド・コントロール・タイマを含む）、システム・ウォッチドッグ・タイマ、ウィンドウ・ウォッチドッグ・タイマを備え、さまざまな種類のタイミング・タスクや制御タスクをハードウェアでサポートします。

技術パラメータの詳細

STM32F302K8U6TRマイクロコントローラには、精密に設計された一連の技術パラメータがあり、これらのパラメータが、さまざまなアプリケーション・シナリオにおける性能を決定します。

STM32F302K8U6TRのコア・プロセッシング・ユニットは、最大72MHzで動作するARM Cortex-M4コアをベースとしており、DSP命令セットと単精度浮動小数点ユニット（FPU）をサポートしています。 STM32F302K8U6TRのコアは、Thumb-2命令セットをサポートする32ビット・アーキテクチャを採用しており、コード密度を維持しながら32ビットに近いプロセッサ性能を実現します。

STM32F302K8U6TRのメモリ・サブシステムは、リード・アクセラレーションとコード保護機能をサポートする64K×8構造の64KBのフラッシュ・メモリと、データ・ストレージとランタイム・スタック用のスペースを提供する16KBのSRAM（16K×8）で構成されています。 このストレージ構成は、産業用コントローラ、家電機器、IoT端末などの中複雑度の組み込みアプリケーションに適している。

電源管理については、STM32F302K8U6TRは2.0V～3.6Vの広い電圧範囲で動作し、複数の低消費電力モードをサポートしています：

スリープ・モード：CPUのみが停止し、ペリフェラルは動作したままになります。

ストップ・モード：SRAMとレジスタの内容は保持され、1.8Vエリア・クロックは停止。

スタンバイ・モード：最低電力モード、バックアップ・ドメインのみ、オプションでRTC動作

これらのモードは、バッテリー駆動デバイスの耐久性を大幅に拡張する、きめ細かいパワー・マネージメント・ユニット（PMU）によって実装されています。

アナログ・ペリフェラル構成には以下が含まれる：

8チャネル12ビットADC：最大1Mspsのサンプル・レート、0V～3.6Vの変換範囲

出力バッファおよびサンプルホールド機能付き1チャンネル12ビットDAC

アナログ・コンパレータ：アナログ信号のモニタリングとトリガーに使用可能

これらのアナログ・ペリフェラルにより、シグナル・コンディショニング回路を追加することなく、幅広いセンサーとの直接インターフェースが可能になります。

デジタル・ペリフェラルは多種多様です：

最大24本の汎用I/Oピン：すべて外部割り込みソースとしてマッピング可能。

タイマー・システム：16ビット・アドバンスド・コントロール・タイマー（モーターPWM生成に最適）、3つの16ビット汎用タイマー、2つのウォッチドッグ・タイマーを含む。

DMAコントローラ：7チャネル、ペリフェラルからメモリ、メモリからペリフェラル、メモリからメモリへのデータ転送をサポート。

これらのペリフェラルはCPUの負担を大幅に軽減し、システム全体の効率を向上させます。

通信インターフェースは、主流のプロトコルを包括的にカバーしています：

CAN 2.0Bコントローラ：自動再送信とフレームフィルタリングをサポート。

USB 2.0フルスピードインターフェース：内蔵PHY、サポートデバイスモード

マルチスタンダード・シリアル通信インターフェース：USART（UARTモードはLINをサポート）、SPI（最大18Mbit/s）、I2C（SMBus/PMBusをサポート）を含む。

これらのインターフェースは、デバイスのネットワーキングやシステム拡張に柔軟なオプションを提供します。

パッケージと動作環境については、STM32F302K8U6TRは32ピンUFQFPNパッケージ（5x5mm）で提供され、RoHS対応で高密度PCB設計に適しています。 動作温度範囲は-40°C～+85°Cで、産業グレード・アプリケーションの要件を満たしています。

応用分野

STM32F302K8U6TRは、高性能なミックスド・シグナル・プロセッシング機能と豊富なペリフェラル・インタフェースを備えており、多くの産業分野で幅広いアプリケーションの可能性を発揮します。

産業オートメーション制御は、STM32F302K8U6TRの重要なアプリケーションの1つです。 DSP命令セットとFPUユニットを備えたCortex-M4コアを内蔵しているため、FOC（Field Oriented Control）やPIDレギュレーションなどのモータ制御アルゴリズムを効率的に処理できます。 高度なタイマーは、三相モーターを直接駆動するPWM生成をサポートし、CANインターフェースは産業用フィールドバスネットワークの構築を容易にし、豊富なADCチャンネルは複数のセンサー信号の取得に使用できます。 代表的なアプリケーション

産業用サーボドライブ

PLC（プログラマブル・ロジック・コントローラ）I/Oモジュール

インバータ制御システム

産業用ロボット・ジョイント・コントローラ

コンシューマ・エレクトロニクスの分野では、STM32F302K8U6TRマイクロコントローラの低消費電力機能とUSBインターフェースは、ポータブル・デバイスに最適です。メイン周波数72MHzは、オーディオ・コーデックとユーザー・インターフェース・ロジックを処理するのに十分であり、内蔵DACはシンプルなオーディオ出力に使用できます。 具体的なアプリケーション・シナリオ

スマートホーム・コントロール・パネル

ハンドヘルド医療機器（グルコースメーター、血圧モニターなど）

フィットネストラッカーとスマートウォッチ

民生用ドローン飛行制御システム

IoTエンド・デバイスも、STM32F302K8U6TRの機能セットの恩恵を受けます。 低消費電力モードによりバッテリ寿命が大幅に延び、複数の通信インターフェースによりワイヤレス・モジュールの接続が容易になり、十分な処理能力によりセンサ・データを処理し、エッジ・コンピューティング・タスクを実行できます。 典型的なIoTアプリケーションには以下が含まれます：

ワイヤレス・センサ・ノード

インテリジェント農業モニタリング・デバイス

環境パラメータ収集端末

資産トラッカー

オートモーティブ・エレクトロニクスでは、STM32F302K8U6TRはオートモーティブ・グレードの専用デバイスではありませんが、広い温度範囲（-40℃～+85℃）と安定した性能により、以下のような安全性が重視されないオートモーティブ・アプリケーションに適しています：

車載インフォテインメント・システムの補助コントローラー

カーエアコン制御システム

車体電子制御モジュール（ウィンドウ、シート調整など）

車載充電器管理ユニット

医療用電子機器も、STM32F302K8U6TRの重要な応用分野です。 高精度ADCと低ノイズ設計は生体信号の取得に適しており、豊富なタイマ・リソースは波形生成やタイミング制御に使用できます。 アプリケーション例

ポータブル患者モニタリング機器

リハビリ治療機器

医療用ポンプ制御システム

診断機器用フロントエンド・コントローラ