设计者开始设计全新产品时，参考设计很有用处，但多个参考设计往往相互交叠。每个元件制造商似乎都有电源、电机驱动和简单物联网平台的参考设计。一些企业选择深入电信和网络等行业，另一些则捕捉到未来行业风向，开发创新参考设计，帮助客户快速进入即将兴起的技术领域。
预防性维修的作用有时被夸大了，但基于标准处理器和传感器平台的创造性解决方案正印证其实际效果。STMicroelectronics针对这一应用，开发STDES-FANPRE01参考设计，尤其关注轻工业的风扇和小型电机。您可以参照以下指南，使用STDES-FANPRE01为风扇和小型电机开发预防性维修系统。
什么是STDES-FANPRE01参考设计？
STDES-FANPRE01是一款预防性维修参考设计，围绕STM32 MCU（目前市场上最流行的MCU平台之一）而构建，涵盖其他参考设计中的理想标准文档。
- 原理图和BOM表：本参考设计的原理图和BOM表可供免费下载。
- 已装配电路板：与其他许多参考设计不同的是，本参考设计有对应的实体产品，可从STMicroelectronics网站上直接购买。已装配STDES-FANPRE01电路板如下图所示。
- Gerber文件：STMicroelectronics不提供PCB布局文件，但STDES-FANPRE01产品页有PCB制造所需的Gerber文件。
虽然本产品提供布局文件，但设计者如想基于STDES-FANPRE01进行设计，可在OrCAD或Allegro中导入原理图，进行自定义PCB操作。这是根据自身要求调整参考设计的一般推荐方法。应注意，该参考设计未经FCC辐射认证，也未经特定行业标准认证。但在建立合规高质量的预防性维修系统方面，STDES-FANPRE01已充分证明STM32 MCU的主控制器作用。
功能与规格
STDES-FANPRE01为传感器控制板，数据由STM32F412CE MCU捕获。板载引脚接头通过I2C、SPI和USART总线，提供外部外设接口，同时允许3V3电源接入。其他板载主要元件和功能包括：
- ST715：用于调节数字IC电源的LDO。
- IIS2DH：用于采集所获振动数据的3D加速度计。
- STTS751：温度传感器。
- STL6N3LLH6：功率MOSFET的PWM驱动电路。
该产品拥有独特的外形因素。圆形外形内径为10mm，外径为32mm，所有元件都组装在顶层。设计者可沿着内径上的小凹槽，进行设备调整和安全安装。电路板上集成振动和温度传感器，设计者可将产品快速安装在小轴承轴上，并用其收集关键数据。
固件
STDES-FANPRE01的一大优点是，其在已完成设计中预装了固件。该设备固件包含算法，可得出振动功率谱以及峰值和均方根加速度，从而显示设备运行条件状态。与其他参考设计不同的是，预装板无需在实例应用中进行闪存。用户一收到产品便可直接使用，添加外部外设，将设计整合到更大的系统中。
STDES-FANPRE01和STM32入门教程
创建自定义应用程序
使用STDES-FANPRE01时，您仍可创建自定义应用程序，对电路板进行闪存。这是将电路板整合到更大系统的必要步骤。创建自定义应用程序前，请下载STM32CubeIDE和其他软件开发工具，以及STDES-FANPRE01源代码。源代码和文档可从STMicroelectronics网站上下载。请务必查阅STM32数据手册，了解有关创建预防性维修和接口规范应用程序的更多信息。
构建自定义电路板
如果您想构建完全自定义的电路板和应用程序，可使用产品设计文件的Cadence格式，并将其导入OrCAD或Allegro中。Gerber文件可指导STM32和其他板载元件的布局操作，也可用来重建原始布局。
运行电路板的STM32F412CE MCU包含1MB片上闪存，允许该板在运行中收集和存储大量数据。由于电路板上没有扩展存储器，建议将应用程序设计为：通过其中一个数字接口，或带有收发器的Wifi或蓝牙，向外部控制器输出数据。您也可以将平台设计为：在SD卡上存储数据。您可以借助电子产品搜索引擎，找到所有这些元件，以及其他STMicroelectronics参考设计。
Ultra Librarian电子产品搜索引擎拥有强大功能，可以帮助设计师找到STDES-FANPRE01等高质量电子参考设计，以及一些特定元件。在Ultra Librarian网站上，设计师可以获取数据手册、技术规范、CAD数据以及可导入常用ECAD应用程序且已经过验证的3D模。Ultra Librarian同时与STMicroelectronics和Cadence等主要元件制造商合作，使其参考设计更易搜索和获取。