MMstm32F103R stm32F103R stm32F103R

MMstm32F103R
MMstm32F103R
Instrukcja
uŜytkownika
REV 1.1
u rd ST, ta- rve
l
a oa ,
S e
Ev B VR ers b S d
l
n
io 1, A trol We mo
t
i
a ‘5
in ron ed
r
c
fo cro dd s M the
e
s
d e
i
m mb oar rs, peC E B e S
PI its ng roll gh r
i
i
t
r K typ on H s fo
e
rt to roc FID er s
o c
r
Pr mi s, R mm lle
a
s
o
r or ler gr
tr
f ol
n
o
pr oco CB
es nt r
l
P r
u o
r
c tem ic s,
fo
t
m
s
s
m
e
d
e
n Sy T
st oar lS
n
y
I
,
s B
ro
ed PIC or ion ont b
s
,
c e
R ce luat cro W
V
A pro va mi ed iro E
dd
ic ng PIC be ds m
M ni T, m
r
g S E oa rs,
i
s
, ts
e
B
de VR Ki ng roll
h
t
i
r
, A rte typ on Hig
1
‘5 Sta oto roc ID c
r
e
rs P mi RF m
e
s
l
,
r
er fo ers ram trlv
g n
r
s
ll
Se ule tro pro oco
od con ms icr s,
m
ni net ste T m stem
er Sy , S sy Boh
et d In PIC sor on i
c
ee R, oce uat mi
p
l
S AV opr va IC e
r r
fo ic g E T, P mb
E
rs s M nin , S
s ing
r ig
t
R
i
e
l
ol des , AV er K typ
B `51 tart roto roC
S s P mic ,
P for
s
s ller er for lers
d
l
ar tro erw les tro S
n
u on am
o b
d
r
c
c
o
ro We im et rog o
n
n
p
ed Mi her m roc
d
d ds et ste ic
ar rs, Sy T m r
o
B olle In , S so
e
r
d
nt ee PIC roc sig
o
c Sp R, op De
h AV icr B Rion
g
t
i
H for rs M , PC lua
s oneasolution
e Many ideas
s
er roll em Ev ds
m nt
g ar
st
co Sy nin Bo
Spis treści
1. Wprowadzenie.................................................................................................................................. 3
Cechy ........................................................................................................................................................ 3
2. Budowa Modułu ............................................................................................................................... 4
Schemat Blokowy .............................................................................................................................. 4
Rozmieszczenie Wyprowadzeń ................................................................................................... 5
Mikrokontroler STM32F103Rx..................................................................................................... 6
Pamięć Serial Flash .......................................................................................................................... 7
Układ RESETu ...................................................................................................................................... 8
Stabilizator ............................................................................................................................................ 8
Układ podciągający linię D+ USB .............................................................................................. 9
Złącze JTAG.......................................................................................................................................... 9
3. Płyta Ewaluacyjna ....................................................................................................................... 10
4. Parametry Techniczne .............................................................................................................. 11
5. Pomoc Techniczna ...................................................................................................................... 11
6. Gwarancja ........................................................................................................................................ 11
7. Rozmieszczenie Elementów ................................................................................................... 12
8. Wymiary ............................................................................................................................................. 13
9. Schemat ............................................................................................................................................ 13
2
1.
Wprowadzenie
MMstm32F103R jest uniwersalnym minimodułem dla mikrokontrolerów STM32 ARM
Cortex-3 firmy STMicroelectronics. Mikrokontroler ten jest dostępny w obudowie TQFP64,
która ze względu na zagęszczony układ wyprowadzeń utrudnia stosowanie go w układach
prototypowych i amatorskich. My podjęliśmy próbę umieszczenia go na płytce o
wymiarach 40,5x35,5 mm z układem wyprowadzeń_ pasującym do ogólnie dostępnych
druków prototypowych. Dodatkowo dodaliśmy stabilizator 3.3V, pamięć szeregową
SerialFlash o pojemności do 8MB, układ monitorujący napięcie zasilania oraz generator
sygnału zegarowego dla procesora. Wszystkie porty i sygnały mikrokontrolera
wyprowadziliśmy przy pomocy dwurzędowych złącz szpilkowych o rastrze 0,1’.
Wystarczy podłączyć napięcie zasilania, złącze JTAG i moŜemy zacząć ładować 128kB
pamięci Flash mikrokontrolera. Dzięki zintegrowaniu peryferii z mikrokontrolerem na jednej
płytce, zastosowanie modułu moŜe skrócić czas projektowania i ułatwić budowę
systemów bazujących na mikrokontrolerach STM32, eliminując konieczność
projektowania obwodu drukowanego. Do modułu dostarczone jest przykładowe
oprogramowanie.
Moduł MMstm32F103R moŜe równieŜ znaleźć zastosowanie w pracowniach
dydaktycznych uczelni informatycznych i elektronicznych, jak równieŜ posłuŜyć do budowy
prac dyplomowych.
Cechy
Minimoduł MMstm32F103R:
• Kompletny, gotowy do uŜycia system mikroprocesorowy
• Szybki mikrokontroler ARM Cortex-M3 STM32F103R o wydajności do 90DMIPS
• Szeregowa pamięć SerialFlash M25P64 firmy STMicroelectronics o pojemności do
64Mbity (8MBajty)
• Niezawodny układ Resetu
• Wbudowany systemowy generator kwarcowy 8MHz
• Wbudowany rezonator 32.768kHz dla zegara RTC
• Wbudowany stabilizator 3.3V 400mA
• Napięcie zasilania modułu 3.3V lub 3.8 - 9V
• 2 x 32 wyprowadzenia z rastrem 0.1" (2.54mm), pasujące do wszystkich druków
prototypowych
• Małe wymiary: 40.5mm x 35.5mm
• Dostępna płyta ewaluacyjna i przykładowe oprogramowanie
3
2.
Budowa Modułu
Schemat Blokowy
Schemat blokowy minimodułu MMstm32F103R przedstawiono na rysunku:
Rysunek 1Schemat blokowy modułu MMstm32F103R
Minimoduł mona zamówić w róŜnych konfiguracjach według następującego selektora:
MMstm32F103R – f – d – b
Rozmiar pamięci Flash:
0 – 32kB
1 – 64kB
2 – 128kB
Rozmiar pamięci SerialFlash:
0 – brak pamięci
1 – 8MB
Podstawka pod baterię:
0 – brak podstawki
1 – podstawka zamontowana
4
Rozmieszczenie Wyprowadzeń
Rysunek 2 Rozmieszczenie wyprowadzeń - widok z góry
J1
J2
1
Funkcja
Główna
PA9
1
Funkcja
Główna
VCC
2
PA8
3
PA11
4
5
PA10
USART1_TX/TIM1_CH2
USART1_CK/
TIM1_CH1/MCO
USART1_CTS / CANRX
TIM1_CH4 / USBDM
USART1_RX/TIM1_CH3
2
GND
3
3.3V
JTMS/SWDIO
PA13
4
5
GND
PC9
6
PA12
USART1_RTS / CANTX
TIM1_ETR / USBDP
6
PC8
7
8
9
JTDI
JTCK/SWCLK
PA15
PA14
PC11
7
8
9
PC7
PC6
PB15
10
PC10
10
PB14
11
PD2
11
PB13
12
PC12
12
PB12
13
14
15
NTRST
JTDO
13
14
15
PB11
PB10
PB2/BOOT1
Pin
PB6
Funkcja
Alternatywna
TIM3_ETR
PB4
PB3/TRACESWO
I2C1_SCL / TIM4_CH1
Pin
Funkcja Alternatywna
SPI2_MOSI / TIM1_CH3N
SPI2_MISO/USART3_RTS
TIM1_CH2N
SPI2_SCK/
USART3_CTS/TIM1_CH1N
SPI2_NSS /I2C2_SMBAl/
USART3_CK/TIM1_BKIN
I2C2_SDA / USART3_RX
I2C2_SCL / USART3_TX
5
16
17
18
19
PB5
BOOT0
UDP_PUP
PB7
I2C1_SDA / TIM4_CH2
16
17
18
19
PB1
PB0
PC5
PC4
20
PB8
TIM4_CH3
20
PA7
21
PB9
TIM4_CH4
21
PA6
22
VBAT
22
PA5
23
PC2
ADC_IN12
23
PA4
24
PC1
ADC_IN11
24
PA3
25
PC0
ADC_IN10
25
PA2
26
PC13
ANTI_TAMP
26
PA1
27
#NRST
27
PA0
28
29
30
31
32
NC
NC
NC
NC
NC
28
29
30
31
32
PC3
PA4-DF_CS
PA6-DF_Q
PA5-DF_C
PA7-DF_D
I2C1_SMBAl
ADC_IN9 / TIM3_CH4
ADC_IN8 / TIM3_CH3
ADC_IN15
ADC_IN14
SPI1_MOSI/
ADC_IN7 / TIM3_CH2
SPI1_MISO/
ADC_IN6 / TIM3_CH1
SPI1_SCK / ADC_IN5
SPI1_NSS/
USART2_CK / ADC_IN4
USART2_RX/
ADC_IN3 / TIM2_CH4
USART2_TX/
ADC_IN2 / TIM2_CH3
USART2_RTS/
ADC_IN1 / TIM2_CH2
WKUP/USART2_CTS/AD
C_IN0 / TIM2_CH1_ETR
ADC_IN13
Mikrokontroler STM32F103Rx
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
32-bitowy rdzeń ARM Cortex-M3
72 MHz, 90 DMIPS z 1.25 DMIPS/MHz
wbudowany oscylator RC 8MHz
wbudowany oscylator RC 32kHz
zewnętrzny oscylator 8MHz - 16MHz
zewnętrzny oscylator 32kHz
od 32 do 128kB programowanej w systemie pamięci programu typu FLASH
od 10 do 20kB pamięci SRAM
do 3 16-bitowych timerów z funkcjami IC, OC oraz moŜliwo ciš generowania
PWM
16-bitowy, 6-kanałowy timer do zastosowań specjalnych
do 3 interfejsów USART
do 2 interfejsów I2C
do 2 interfejsów SPI (18 Mbit/s)
Interfejs USB
Interfejs CAN
2 16-kanałowe 12-bitowe przetworniki A/C
do 49 linii I/O z 5.0V tolerancjš
Kontroler przerwań (43 kanały przerwań)
Tryby obniŜonego poboru mocy
Zegar RTC wraz podtrzymaniem bateryjnym
Napięcie zasilania od 2.0V do 3.3V
Interfejs JTAG oraz SWD (Serial Wire Debug)
6
Pamięć Serial Flash
Minimoduł moŜe zostać wyposaŜony w pamięć SerialFlash M25P64 firmy STMicroelectronics
o pojemności 8MB. Pamięć podłączona jest do szybkiej magistrali SPI o prędkości transmisji
do 18Mbit/s.
Rysunek 3 Podłączenie pamięci Serial Flash
Pamięć jest dostępna bezpośrednio poprzez odpowiednie wyprowadzenia minimodułu:
PA4 – DF_CS
PA5 – DF_C
PA6 – DF_Q
PA7 – DF_D
Linia wyboru układu
Wejście Zegarowe
Wyjście Danych
Wejście Danych
Pamięć jest takŜe podłączona do portów mikrokontrolera poprzez rezystory 0Ω, przez co
moŜe być bezpośrednio wykorzystywana bez konieczności stosowania połączeń z zewnątrz.
NaleŜy pamiętać, Ŝe jeŜeli zamontowana jest pamięć Serial Flash, to wymienione końcówki
portów nie mogą być uŜywane na zewnątrz modułu. Oczywiście magistrala SPI moŜe być
wykorzystana do komunikacji z zewnętrznymi peryferiami, pod warunkiem, Ŝe będą one
posiadały wejścia wyboru układu (CS).
Opis pamięci Serial Flash znajduje się na stronie firmy STMicroelectronics: www.st.com.
7
Układ RESETu
MMstm32F103R posiada wbudowany układ kontroli napięcia zasilania zbudowany na układzie
DS1818. Układ generuje sygnał #RESET w przypadku, gdy wartość napięcia zasilania jest
mniejsza od 3V. Ma to miejsce podczas włączania lub wyłączania napięcia zasilania gdzie
napięcie VCC zmienia wartość od 0 do 3.3V. Układ nadzoru wykrywa równie chwilowe spadki
napięcia VCC. Krótkotrwały spadek napięcia VCC poniŜej 3V powoduje wygenerowanie
sygnału zerującego o długości 100ms. Sygnał ten doprowadzony jest bezpośrednio do wejścia
zerującego mikrokontrolera oraz wyprowadzony jest na złącze modułu i moŜe by uŜyty jako
wyjcie do zerowania zewnętrznych układów jak i jako wejście do zerowania modułu, np. za
pomocą przycisku RESET. W takim przypadku przycisk RESET moŜe zwierać linię #RESET
bezpośrednio do masy. Implementacja układu resetu została przedstawiona na poniŜszym
schemacie.
Rysunek 4 Implementacja układu RESETu
Stabilizator
Minimoduł posiada wbudowany stabilizator 3.3V. Dzięki temu moŜe być on zasilany zarówno
stabilizowanym napięciem 3.3V, doprowadzonym do końcówki 3 złącza J2 (+3.3V), jak i
niestabilizowanym napięciem z zakresu 3.8 – 9V, doprowadzonym do końcówki 1 tego
samego złącza (VCC). JeŜeli zasilanie dostarczane jest do końcówki VCC, to napięcie 3.3V
wytwarzane jest na module za pomocą stabilizatora U3. Napięcie 3.3V moŜe w takiej sytuacji
być równieŜ uŜywane na zewnątrz modułu pod warunkiem, Ŝe pobór prądu nie przekroczy ok.
300mA.
Rysunek 5 Stabilizator 3.3V
8
Układ podciągający linię D+ USB
Host USB rozpoznaje obecność urządzenia full-speed na magistrali na podstawie
podciągania linii D+ do wysokiego poziomu logicznego. W moduł MMstm32F103R został
wbudowany układ podciągający, jest on przedstawiony na rysunku poniŜej.
Rysunek 6 Układ podciągający linię D+ USB
Podciąganie jest domyślnie wyłączone poprzez rezystor polaryzujący R7. Aktywny sygnał
resetu, niski lub wysoki (niski – R8, wysoki – R16) poziom na linii UDP_PUP (jest ona
wyprowadzona na złącze i moŜe zostać połączona z dowolnym portem mikrokontrolera)
powoduje włączenie podciągania, co sygnalizuje hostowi podłączenie urządzenia USB.
Złącze JTAG
JTAG jest czteroprzewodowym interfejsem umoŜliwiającym przejęcie kontroli nad rdzeniem
procesora. MoŜliwości oferowane przez ten interfejs to m.in.: praca krokowa, praca z pełną
szybkością, pułapki sprzętowe oraz programowe, podgląd oraz modyfikacja zawartości
rejestrów i pamięci. Sposób podłączenia złącza JTAG do minimodułu przedstawiono na
rysunku:
Rysunek 7 Wyprowadzenie JTAG na module
9
Programator/emulator JTAG moŜna znaleźć na stronie:
ARM cable I http://www.propox.com/products/t_122.html
3.
Płyta Ewaluacyjna
EVBmm™
10
4.
Parametry Techniczne
Mikrokontroler
STM32F103Rx
Pamięć programu
do 128kB
Pamięć SRAM
do 20kB
Pamięć Serial Flash
8MB
Ilość we/wy cyfrowych
do 49
Ilość wejść analogowych
do 15
Zasilanie
3.3V lub 3.8 – 9V
Wymiary
40,5x35,5mm
Waga
ok. 80g
Zakres temperatur pracy
0 – 70ºC
Złącza
Dwa złącza szpilkowe 2x32 wyprowadzenia
5.
Pomoc Techniczna
W celu uzyskania pomocy technicznej prosimy o kontakt mailto:[email protected]. W pytaniu
prosimy o umieszczenie następujących informacji:
• Szczegółowy opis problemu
6.
Gwarancja
Minimoduł MMstm32F103R objęty jest sześciomiesięczna gwarancją. Wszystkie wady i
uszkodzenia nie spowodowanie przez uŜytkownika zostaną usunięte na koszt producenta.
Koszt transportu ponoszony jest przez kupującego.
Producent nie ponosi Ŝadnej odpowiedzialności za zniszczenia i uszkodzenia powstałe w
wyniku uŜytkowania modułu MMstm32F103R.
11
7.
Rozmieszczenie Elementów
Rysunek 8 Rozmieszczenie elementów – TOP
Rysunek 9 Rozmieszczenie elementów - BOTTOM
12
8.
Wymiary
Rysunek 10 Wymiary modułu - widok z góry
Rysunek 11 Wymiary modułu - widok z boku
9.
Schemat
13
14