STMicroelectronics STEVAL-IOD04KT1工業(yè)智能傳感器套件是一款用于探索 L6364W IO-Link雙通道器件收發(fā)器特性的參考設(shè)計。 該套件包括STEVAL-IOD004V1主板（不可出售）、STLINK-V3MINIE編程器和調(diào)試器工具、14引腳扁平電纜以及M8至 M12標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)連接器適配器。 該套件用作現(xiàn)代智能工業(yè)傳感器，可連接到主機(jī)IO-Link 集線器（或適當(dāng)?shù)?a target="_blank">PLC接口）。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics STEVAL-IOD04KT1工業(yè)智能傳感器套件數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 運(yùn)行IO-Link v.1.1演示堆棧和MEMS控制軟件，包含在配套軟件包STSW-IOD04K中，并隨附IODD文件
• 工作電壓范圍：7V至32V
• 四極M8工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)連接器
• 復(fù)位按鈕
• L6364W嵌入式直流-直流轉(zhuǎn)換器為所有板載IC提供3.3V電源
• 通用LED，用于傳輸、編程/調(diào)試、警告和狀態(tài)
• 跳線，用于獨(dú)立或聯(lián)合模式下CQ和DIO的選擇
• 開關(guān)，用于傳輸模式選擇（透明、單或多八位元）
• 10引腳連接器，用于傳感器擴(kuò)展選項
• SWD連接器，用于調(diào)試和編程功能
• 浪涌脈沖（500Ω耦合時高達(dá)±3APK）和反向極性保護(hù)
• EMC和EMI經(jīng)測試符合標(biāo)準(zhǔn)要求
• 符合RoHS指令

框圖

STEVAL-IOD04KT1工業(yè)智能傳感器套件技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述與技術(shù)亮點

STEVAL-IOD04KT1是基于L6364W雙IO-Link設(shè)備收發(fā)器的工業(yè)智能傳感器參考設(shè)計套件，專為現(xiàn)代工業(yè)自動化應(yīng)用而設(shè)計。

核心組件架構(gòu)

• ?主控制器?：STM32G071EB微控制器（Arm Cortex-M0+內(nèi)核，最高64MHz）
• ?通信核心?：L6364W雙通道IO-Link設(shè)備收發(fā)器（CSP封裝）
• ?傳感器模塊?：
  • IIS2MDC：高精度、超低功耗3軸數(shù)字輸出磁力計
  • ISM330DHCX：iNEMO慣性模塊，集成機(jī)器學(xué)習(xí)核心和有限狀態(tài)機(jī)
• ?開發(fā)工具?：STLINK-V3MINI編程調(diào)試器

關(guān)鍵技術(shù)特性

1. ?供電靈活性?：工作電壓范圍7-32V，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境
2. ?集成保護(hù)?：
   • 抗浪涌脈沖（最高±3APK，500Ω耦合）
   • 反極性保護(hù)
   • 符合EMC/EMI標(biāo)準(zhǔn)要求
3. ?通信配置?：
   • CQ和DIO獨(dú)立或聯(lián)合模式選擇
   • 傳輸模式選擇開關(guān)（透明、單字節(jié)、多字節(jié)）

二、硬件設(shè)計深度解析

電源管理設(shè)計

L6364W內(nèi)置DC-DC轉(zhuǎn)換器為整個系統(tǒng)提供3.3V電源：

• 輸入濾波：C2(220nF)、C1/C3(470pF)提供高頻噪聲抑制
• 輸出穩(wěn)壓：C6(4.7uF)、C7(100nF)確保電源穩(wěn)定性
• 功率電感：L1(220uH)優(yōu)化轉(zhuǎn)換效率

IO-Link接口電路

采用標(biāo)準(zhǔn)的4極M8工業(yè)連接器：

• JP1-JP4跳線器支持不同工作模式配置
• 保護(hù)電路：R1(4.7K)、C4(10nF)、C5(2.2uF)組成EMC防護(hù)網(wǎng)絡(luò)
• 信號調(diào)理：CTLD引腳通過SW1開關(guān)控制通信狀態(tài)

傳感器接口設(shè)計

? 磁力計接口(IIS2MDC) ?：

• I2C通信接口，帶CS片選信號
• 中斷輸出：IIS2DMC_DRDY引腳提供數(shù)據(jù)就緒指示

? 慣性模塊接口(ISM330DHCX) ?：

• 雙中斷輸出：INT1_iNEMO、INT2_iNEMO
• 靈活的I2C/SPI接口選擇
• 獨(dú)立的VDD_IO電源域設(shè)計

三、系統(tǒng)集成與軟件架構(gòu)

軟件套件組成

配套軟件包STSW-IOD04K包含：

• IO-Link協(xié)議棧v1.1演示版本
• IODD（IO-Link設(shè)備描述）文件
• MEMS傳感器控制軟件

通信協(xié)議實現(xiàn)

基于L6364W的雙通道架構(gòu)：

• ?主通道?：處理主要傳感器數(shù)據(jù)通信
• ?輔助通道?：提供預(yù)警和診斷信息
• 支持標(biāo)準(zhǔn)IO-Link v1.1規(guī)范的所有功能

四、典型應(yīng)用場景與設(shè)計建議

工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)

• ?振動監(jiān)測?：ISM330DHCX監(jiān)測機(jī)械臂振動特征
• ?位置檢測?：IIS2MDC提供磁場定位參考
• ?實時診斷?：通過輔助通道傳輸設(shè)備狀態(tài)信息

智能傳感器網(wǎng)絡(luò)

?布線優(yōu)化?：

• 減少傳統(tǒng)傳感器布線復(fù)雜性
• 支持遠(yuǎn)程配置和監(jiān)控
• 實現(xiàn)即插即用設(shè)備更換

EMC設(shè)計要點

1. ?PCB布局?：
   • 模擬與數(shù)字地單點連接
   • 電源去耦電容就近放置
2. ?信號完整性?：
   • UART信號線串接100Ω匹配電阻
   • I2C總線配置4.7K上拉電阻
3. ?熱管理?：
   • 小尺寸封裝優(yōu)化散熱
   • 合理的功率分配設(shè)計

五、開發(fā)與調(diào)試指南

快速上手步驟

1. 通過M8-M12適配器連接IO-Link主站
2. 配置跳線器選擇所需工作模式
3. 使用STLINK-V3MINI進(jìn)行固件更新（如需要）

擴(kuò)展接口利用

主板提供10針傳感器擴(kuò)展連接器(J2)：

• 支持額外傳感器的集成
• 提供I2C和UART通信接口
• 預(yù)留3.3V電源輸出能力

六、技術(shù)優(yōu)勢總結(jié)

STEVAL-IOD04KT1套件的核心價值體現(xiàn)在：

?集成度優(yōu)勢?

• 極小的主板尺寸（45.8×8.3mm）
• 完整的傳感器到云端解決方案
• 硬件與軟件的深度優(yōu)化

?工業(yè)適用性?

• 寬電壓范圍適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境
• 完善保護(hù)機(jī)制確?？煽啃?/li>
• 標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口便于系統(tǒng)集成

?開發(fā)效率?

• 完整的參考設(shè)計加速產(chǎn)品開發(fā)
• 豐富的文檔和技術(shù)支持
• 成熟的生態(tài)系統(tǒng)降低技術(shù)風(fēng)險