MM str7 1 xF
Transkrypt
MM str7 1 xF
REV 0.8 , lu ard ST Sta rve a , e o Ev B VR ers b S l d n io 1, A trol We mo t a ‘5 n d ni ri o e 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 K pi nt Hi fo r y o rte tot roc FID ers s o c r Pr mi s, R mm lle rs or ler gra tro f ol n o s pr oco CB e ntr l u o m icr s, P for c e t t m m ds s ne Sy T te ar s S l n I , sy Bo tro C d e PI or ion on b , es at roc We R c u AV pro val mic 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 t h A ter pi n g i , y o t 1 r H ‘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 Bo h et d In PIC sor on e , ce ati ic e R m o u Sp AV opr val IC e r r fo ic g E T, P mb rs s M nin , S E g s r t g R i i in le ol des , AV er K typ B `51 tart roto roMinimoduł S s P mic , PC for s z mikrokontrolerem s ller er for llers d ARM ar tro erw les tro on b S du con ram c ro We imo et rog o n p n Instrukcja ed Mi her m roc d d ds et ste ic U ytkownika ar rs, Sy T m r o B olle In , S so tr ed IC oce ign P s co Spe R, opr De V cr h B Rtion ig r A Mi C a H f o rs , Pone asolution lu Many ideas s e s l v s m er ol m ntr ste g E ard co Sy nin Bo Spis Tre ci 1 WPROWADZENIE .................................................................................................................................... 3 CECHY .......................................................................................................................................................... 3 2 BUDOWA MODUŁU ............................................................................................................................ 4 SCHEMAT BLOKOWY..................................................................................................................................... 4 ROZMIESZCZENIE WYPROWADZE .............................................................................................................. 5 MIKROKONTROLER STR71XF..................................................................................................................... 6 PAMI DATAFLASH .................................................................................................................................... 6 UKŁAD RESETU .......................................................................................................................................... 7 STABILIZATOR .............................................................................................................................................. 7 UKŁAD PODCI GAJ CY LINI D+ USB......................................................................................................... 7 ZŁ CZE JTAG.............................................................................................................................................. 8 3 PŁYTA EWALUACYJNA .................................................................................................................... 9 4 PARAMETRY TECHNICZNE ........................................................................................................... 10 5 POMOC TECHNICZNA ..................................................................................................................... 10 6 GWARANCJA ..................................................................................................................................... 10 7 ROZMIESZCZENIE ELEMENTÓW ................................................................................................. 11 8 WYMIARY ............................................................................................................................................ 12 9 SCHEMAT............................................................................................................................................ 12 1 Wprowadzenie MMstr71xF jest uniwersalnym minimodułem dla mikrokontrolerów STR71xF firmy STMicroelectronics. Mikrokontroler ten jest dost pny w obudowie TQFP64, która ze wzgl du na zag szczony układ wyprowadze utrudnia stosowanie go w układach prototypowych i amatorskich. My podj li my prób umieszczenia go na płytce o wymiarach 36x36 mm z układem wyprowadze pasuj cym do ogólnie dost pnych druków prototypowych. Dodatkowo dodali my stabilizator 3.3V, pami szeregow DataFlash o pojemno ci do 4MB, układ monitoruj cy napi cie zasilania oraz generatory sygnałów zegarowych dla procesora oraz interfejsu USB. Wszystkie porty i sygnały mikrokontrolera wyprowadzili my przy pomocy dwurz dowych zł cz szpilkowych o rastrze 0,1’. Minimoduł ten nie jest jedynie adapterem, ale kompletn płyt główn dla STR71xF. Wystarczy podł czy napi cie zasilania, zł cze JTAG i mo emy zacz ładowa 256 kBajtów pami ci Flash mikrokontrolera. Dzi ki zintegrowaniu peryferii z mikrokontrolerem na jednej płytce, zastosowanie modułu mo e skróci czas projektowania i ułatwi budow systemów bazuj cych na mikrokontrolerach STR7, eliminuj c konieczno projektowania obwodu drukowanego. Do modułu dostarczone jest przykładowe oprogramowanie. Moduł MMstr71xF mo e równie znale zastosowanie w pracowniach dydaktycznych uczelni informatycznych i elektronicznych, jak równie posłu y do budowy prac dyplomowych. Cechy Minimoduł MMstr71xF: • Kompletny, gotowy do u ycia system mikroprocesorowy • Szybki mikrokontroler ARM STR711xF o wydajno ci do 66MIPS • Szeregowa pami DataFlash o pojemno ci do 32Mbity (4MBajty) • Niezawodny układ Resetu • Wbudowany systemowy generator kwarcowy 16MHz • Wbudowany generator kwarcowy 48MHz dla interfejsu USB • Wbudowany rezonator 32.768kHz dla zegara RTC • Wbudowany stabilizator 3.3V 400mA • Napi cie zasilania modułu 3.3V lub 3.8 - 16V • 2 x 26 wyprowadzenia z rastrem 0.1" (2.54mm), pasuj ce do wszystkich druków prototypowych • Małe wymiary:36mm x 36mm • Dost pna płyta ewaluacyjna i przykładowe oprogramowanie 3 2 Budowa modułu Schemat blokowy Schemat blokowy minimodułu MMstr71xF przedstawiono na rysunku: PORT1(15:0) USB STR71xF JTAG PORT0(15:0) RESET DataFlash 16MHz +3.3V Voltage Regulator 48MHz 32kHz USB D+ pullup circuit Rysunek 1 Schemat blokowy minimodułu MMstr71xF. Minimoduł mo na zamówi w ró nych konfiguracjach według nast puj cego selektora: MMstr71xF – f – u – d Rozmiar pami ci Flash: 0 – 64kB 1 – 128kB 2 – 256kB Generator 48MHz dla USB: 0 – nie montowany 1 – montowany Rozmiar pami ci DataFlash: 0 – brak pami ci DataFlash 1 – 16Mb 2 – 32Mb Np.: MMstr711F-2-0-0 – minimoduł z mikrokontrolerem STR711FR2 (256kB Flash), bez generatora 48MHz, bez pami ci DataFlash. 4 Rozmieszczenie wyprowadze Rysunek 2 Rozmieszczenie wyprowadze – widok z góry. J1 Nazwa Nazwa J2 Nazwa Nazwa P0.0/S0.MISO/U3.TX 1 2 P0.1/S0.MOSI/U3.RX P1.15/HTXD 1 2 P1.14/HRXD/I0.SDA P0.2/S0.SCLK/I1.SCL 3 4 P0.3/S0.SSN/I1.SDA P1.13/HCLK/I0.SCL 3 4 P1.10/USBCLK P1.9 5 6 USBDN P0.7/S1.SSN USBDP 7 8 P1.8 9 10 P1.6/T1.OCMPB (1) P0.4/S1.MISO (1) 5 6 P0.5/S1.MOSI (1) (1) 7 8 9 10 P0.9/U0.TX/BOOT0 P1.7/T1.OCMPA P0.10/U1.RX/U1.TX/SCDATA 11 12 P0.11/U1.TX/BOOT1 P1.5/T1.ICAPB 11 12 P1.4/T1.ICAPA P0.12/SCCLK 13 14 P0.13/U2.RX/T2.OCMPA P1.3/T3.ICAPB/AIN.3 13 14 P1.2/T3.OCMPA/AIN2 P0.14/U2.TX/T2.ICAPA 15 16 BOOTEN P1.1/T3.ICAPA/AIN.1 15 16 P1.0/T3.OCMPB/AIN.0 TDI 17 18 TMS #RESET 17 18 #STDBY TCK 19 20 TDO V18BKP 19 20 UDP_PUP TRST 21 22 P0.15/WAKEUP NC 21 22 NC +3.3V 23 24 CLK NC 23 24 NC VCC 25 26 GND NC 25 26 NC P0.6/S1.SCLK P0.8/U0.RX/U0.TX (1) – ko cówki u ywane do podł czenia pami ci DataFlash na module. Szczegółowy opis portów mo na znale w dokumentacji mikrokontrolera STR71xF. 5 Mikrokontroler STR71xF • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Pami 32-bitowy rdze ARM7TDMI od 64 do 256kB programowanej w systemie pami ci programu typu FLASH od 16 do 64kB pami ci RAM 16kB pami ci FLASH przeznaczonej na dane u ytkownika 5 timerów z funkcjami input capture, output compare i z mo liwo ci generowania PWM 4 interfejsy UART 2 interfejsy I2C 2 interfejsy SPI Interfejs SmartCard Interfejs HDLC Interfejs USB (STR711) Interfejs CAN (STR712) 4-kanałowy 12-bitowy przetwornik A/C Do 32 linii I/O Kontroler przerwa Tryby obni onego poboru mocy Zegar RTC Pojedyncze napi cie zasilania 3.3V (wewn trzny stabilizator 1.8V) Interfejs JTAG DataFlash Minimoduł mo e zosta wyposa ony w pami DataFlash AT45DB161B lub AT45DB321C o pojemno ci odpowiednio 16Mb lub 32Mb. Pami podł czona jest do szybkiej magistrali SPI o pr dko ci transmisji do 10Mb/s. Układ pami ci aktywowany jest po podaniu niskiego poziomu logicznego na wej cie #CS. Wyprowadzenie #CS podł czone jest do portu P0.7 (S1.SSN) mikrokontrolera. Poza P0.7 magistrala SPI zajmuje trzy ko cówki procesora: P0.4, P0.5, P0.6. Nale y pami ta , e je eli zamontowana jest pami DataFlash, to wymienione ko cówki portów nie mog by u ywane na zewn trz modułu. Oczywi cie magistrala SPI mo e by wykorzystana do komunikacji z zewn trznymi peryferiami, pod warunkiem, e b d one posiadały wej cia wyboru układu (CS). Poni szy schemat przedstawia poł czenie pami ci DataFlash wewn trz modułu. U3 P0.5 P0.4 P0.6 P0.7 13 14 12 11 SI SO SCK CS DataFlash VCC RDY/BSY RESET WP GND AT45DB321C 6 1 2 3 7 +3.3V C13 100n GND GND Rysunek 3 Poł czenie pami ci DataFlash wewn trz modułu. Szczegółowy opis układów DataFlash znajduj si na stronie firmy Atmel: www.atmel.com. 6 Układ RESETu MMstr71xF posiada wbudowany układ kontroli napi cia zasilania zbudowany na układzie DS1818. Układ generuje sygnał #RESET w przypadku, gdy warto napi cia zasilania jest mniejsza od 3V. Ma to miejsce podczas wł czania lub wył czania napi cia zasilania gdzie napi cie VCC zmienia warto od 0 do 3.3V. Układ nadzoru wykrywa równie chwilowe spadki napi cia VCC. Krótkotrwały spadek napi cia VCC poni ej 3V powoduj wygenerowanie sygnału zeruj cego o długo ci 100ms. Sygnał ten doprowadzony jest bezpo rednio do wej cia zeruj cego mikrokontrolera oraz wyprowadzony jest na zł cze modułu i mo e by u yty jako wyjcie do zerowania zewn trznych układów jak i jako wej cie do zerowania modułu, np. za pomoc przycisku RESET. W takim przypadku przycisk RESET mo e zwiera lini #RESET bezpo rednio do masy. Implementacja układu resetu została przedstawiona na poni szym schemacie. +3.3V R9 10k U5 VCC RST GND 1 #RESET +3.3V 2 3 GND DS1818 Rysunek 4 Implementacja układu resetu w module. Stabilizator Minimoduł posiada wbudowany stabilizator 3.3V. Dzi ki temu mo e by on zasilany zarówno stabilizowanym napi ciem 3.3V, doprowadzonym do ko cówki 23 zł cza J1 (+3.3V), jak i niestabilizowanym napi ciem z zakresu 3.8 – 16V, doprowadzonym do ko cówki 25 tego samego zł cza (VCC). Je eli zasilanie dostarczane jest do ko cówki VCC, to napi cie 3.3V wytwarzane jest na module za pomoc stabilizatora U2. Napi cie 3.3V mo e w takiej sytuacji by równie u ywane na zewn trz modułu pod warunkiem, e pobór pr du nie przekroczy ok. 300mA. D2 LL4148 SPX2920M3-3.3 C11 10u/16V GND TAB VOUT GND VIN 2 + U2 3 +3.3V + 4 1 VCC GND GND C12 10u/16V GND Rysunek 5 Stabilizator 3.3V na module. Układ podci gaj cy lini D+ USB Host USB rozpoznaje obecno urz dzenia full-speed na magistrali na podstawie podci gania linii D+ do wysokiego poziomu logicznego. W moduł MMstr71xF został wbudowany układ podci gaj cy, jest on przedstawiony na rysunku poni ej. 7 Q1 +3.3V R13 10k R12 USBDP 1k5 BC 847 D1 #RESET LL4148 UDP_PUP Rysunek 6 Układ podci gaj cy lini D+ Podci ganie jest domy lnie wł czone poprzez rezystor polaryzuj cy R13. Aktywny sygnał resetu, lub niski poziom na linii UDP_PUP (jest ona wyprowadzona na zł cze i mo e zosta poł czona z dowolnym portem mikrokontrolera) powoduje wył czenie podci gania, co sygnalizuje hostowi odł czenie urz dzenia USB. Zł cze JTAG JTAG jest czteroprzewodowym interfejsem umo liwiaj cym przej cie kontroli nad rdzeniem procesora. Mo liwo ci oferowane przez ten interfejs to m.in.: praca krokowa, praca z pełn szybko ci , pułapki sprz towe oraz programowe, podgl d oraz modyfikacja zawarto ci rejestrów i pami ci. Sposób podł czenia zł cza JTAG do minimodułu przedstawiono na rysunku: +3.3V +3.3V Vsupply GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND J9 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 VTref nTRST TDI TMS TCK RTCK TDO nSRST DBGRQ DBGACK Header 10X2 M1 R40 R39 R38 10k 10k 10k +3.3V R41 10k R35 R34 R36 10k 10k 10k GND GND GND GND +3.3V +3.3V R7 10k R3 10k R26 C5 10n GND Q4 BC 847 GND Q3 BC 847 10k +3.3V +5V GND R25 J1_1 J1_2 J1_3 J1_4 J1_5 J1_6 J1_7 J1_8 J1_9 J1_10 J1_11 J1_12 J1_13 J1_14 J1_15 J1_16 J1_17 J1_18 J1_19 J1_20 J1_21 J1_22 J1_23 J1_24 J1_25 J1_26 P0.0/S0.MISO/U3.TX P0.1/S0.MOSI/U3.RX P0.2/S0.SCLK/I1.SCL P0.3/S0.SSN/I1.SDA P0.4/S1.MISO P0.5/S1.MOSI P0.6/S1.SCLK P0.7/S1.SSN P0.8/U0.RX/U0.TX P0.9/U0.TX/BOOT.0 P0.10/U1.RX/U1.TX/SCDATA P0.11/U1.TX/BOOT.1 P0.12/SCCLK P0.13/U2.RX/T2.OCMPA P0.14/U2.TX/T2.ICAPA BOOTEN JTDI JTMS JTCK JTDO JTRST P0.15/WAKEUP +3.3V CK VCC GND P1.15/HTXD P1.14/HRXD/I0.SDA P1.13/HCLK/I0.SCL P1.10/USBCLK P1.9 USBDN USBDP P1.8 P1.7/T1.OCMPA P1.6/T1.OCMPB P1.5/T1.ICAPB P1.4/T1.ICAPA P1.3/T3.ICAPB/AIN.3 P1.2/T3.OCMPA/AIN.2 P1.1/T3.ICAPA/AIN.1 P1.0/T3.OCMPB/AIN.0 RSTIN STDBY V18BKP UDP_PUP NC NC NC NC NC NC J2_1 J2_2 J2_3 J2_4 J2_5 J2_6 J2_7 J2_8 J2_9 J2_10 J2_11 J2_12 J2_13 J2_14 J2_15 J2_16 J2_17 J2_18 J2_19 J2_20 J2_21 J2_22 J2_23 J2_24 J2_25 J2_26 MMstr71xF 10k GND Rysunek 7 Poł czenie modułu MMstr71xF ze zł czem JTAG. 8 TCK TDI TDO TMS TRST SRST VCC Vref GND OPIS WYPROWADZE JTAG – sygnał zegarowy JTAG – sygnał danych z układu docel. JTAG – sygnał danych do układu docel. JTAG – sygnał przeł czaj cy Reset interfejsu JTAG Sygnał RESET układu docelowego Zasilanie emulatora Wska nik zasilania układu docelowego Masa Rysunek 8 Zł cze JTAG. Programator/emulator JTAG mo na znale na stronie: - ARMCable I: http://www.propox.com/products/t_122.html 3 Płyta ewaluacyjna Aby ułatwi projektowanie urz dze wykorzystuj cych minimoduł, przygotowana została płyta ewaluacyjna EVBstr71xF. W jej skład wchodz elementy: • • • • • • • • • • • • • • • gniazdo pod moduł MMstr71xF zł cze ze wszystkimi ko cówkami modułu MMstr71xF zł cza wszystkich peryferii dost pnych na płycie stabilizator +5V wł cznik zasilania port USB dwa porty RS232 wraz z diodami sygnalizuj cymi prac zł cze 1-Wire zł cze programowania/debuggowania w systemie JTAG zł cze pod wy wietlacz LCD 2x16 8 diod LED 4 klawisze 2 potencjometry buzzer pole prototypowe 9 4 Parametry techniczne Mikrokontroler STR71xF Pami Pami do 256kB do 64kB programu danych Pami DataFlash Ilo wej /wyj cyfrowych do 512kB do 32 Ilo do 4 wej analogowych Zasilanie 3.3V lub 3.8 – 16V Wymiary Waga 36x36mm ok. 80g Zakres temperatur pracy Wilgotno 0 – 70ºC 5 – 95% Zł cza Dwa zł cza szpilkowe 2x26 wyprowadzenia 5 Pomoc techniczna W celu uzyskania pomocy technicznej prosimy o kontakt [email protected] . W pytaniu prosimy o umieszczenie nast puj cych informacji: • • • Numer wersji modułu (np. REV 1) Ustawienia rezystorów Szczegółowy opis problemu 6 Gwarancja Minimoduł MMstr71xF obj ty jest sze ciomiesi czna gwarancj . Wszystkie wady i uszkodzenia nie spowodowanie przez u ytkownika zostan usuni te na koszt producenta. Koszt transportu ponoszony jest przez kupuj cego. Producent nie ponosi adnej odpowiedzialno ci za zniszczenia i uszkodzenia powstałe w wyniku u ytkowania modułu MMstr71xF. 10 7 Rozmieszczenie elementów Rysunek 9 Rozmieszczenie elementów na górnej warstwie. Rysunek 10 Rozmieszczenie elementów na dolnej warstwie. 11 8 Wymiary Rysunek 11 Wymiary - widok z góry. Rysunek 12 Wymiary – widok z boku. 9 Schemat 12 mounted optionally +3.3V 1 3 R1133R U1 52 53 54 55 56 60 61 62 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 63 64 1 2 3 5 6 20 P0.8 P0.9 P0.10 P0.11 P0.12 P0.13 P0.14 P0.15 +3.3V C2 100n C3 100n C4 100n 4 8 44 50 59 GND GND +3.3V BLM11A221S 17 38 +3.3V L1 C5 100n GND 18 39 GND 29 30 GND C6 10u 27 28 GND 58 57 C9 33n V18BKP 26 25 GND C10 1u P1.0/T3.OCMPB/AIN.0 P1.1/T3.ICAPA/AIN.1 P1.2/T3.OCMPA/AIN.2 P1.3/T3.ICAPB/AIN.3 P1.4/T1.ICAPA P1.5/T1.ICAPB P1.6/T1.OCMPB P1.7/T1.OCMPA P0.8/U0.RX/U0.TX P1.8 P0.9/U0.TX/BOOT.0 P1.9 P0.10/U1.RX/U1.TX/SCDATA P1.10/USBCLK P0.11/U1.TX/BOOT.1 P0.12/SCCLK P1.13/HCLK/I0.SCL P0.13/U2.RX/T2.OCMPA P1.14/HRXD/I0.SDA P0.14/U2.TX/T2.ICAPA P1.15/HTXD P0.15/WAKEUP V33 V33 JTDI JTMS JTCK JTDO JTRST VSS VSS VSS VSS VSS BOOTEN V33IO-PLL V33IO-PLL CK VSSIO-PLL VSSIO-PLL RTCXTI RTCXTO AVDD AVSS STDBY RSTIN V18 VSS18 USBDP USBDN V18 VSS18 V18BKP VSSBKP NU TEST 31 32 33 34 35 36 37 40 OE VCC OUT GND 4 2 +3.3V GND HG-2150 48MHz J1 P0.0 P0.2 P0.4 P0.6 P0.8 P0.10 P0.12 P0.14 TDI TCK TRST +3.3V VCC P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 41 45 46 P1.8 P1.9 P1.10 47 48 49 P1.13 P1.14 P1.15 +3.3V J2 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 P0.1 P0.3 P0.5 P0.7 P0.9 P0.11 P0.13 BOOTEN TMS TDO P0.15 CLK GND P1.15 P1.13 P1.9 USBDP P1.7 P1.5 P1.3 P1.1 #RESET V18BKP Header 13X2 10 11 12 13 14 TDI TMS TCK TDO TRST 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 P1.14 P1.10 USBDN P1.8 P1.6 P1.4 P1.2 P1.0 #STDBY UDP_PUP Header 13X2 BOOTEN CLK 7 +3.3V R10 GND 10k 19 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 R4 R5 R6 R7 10k 10k 10k 10k R1 33R R8 0R 1 3 U4 OE VCC OUT GND 4 2 +3.3V GND HG-2150 16MHz R1433R not mounted 21 22 X1 32.768kHz 23 24 R2 1M C7 22p 42 43 GND C8 22p +3.3V R3 10k GND 15 16 #STDBY #RESET +3.3V R9 10k GND STR710F U5 VCC RST GND 1 GND DS1811 +3.3V 2 3 GND Q1 +3.3V USBDP USBDN R13 10k D2 R12 1k5 USBDP BC 847 D1 #RESET LL4148 GND VIN VOUT C11 10u/16V TAB + SPX2920M3-3.3 GND VCC U2 LL4148 3 GND GND U3 +3.3V + 4 1 2 C1 100n 9 51 +3.3V P0.0/S0.MISO/U3.TX P0.1/S0.MOSI/U3.RX P0.2/S0.SCLK/I1.SCL P0.3/S0.SSN/I1.SDA P0.4/S1.MISO P0.5/S1.MOSI P0.6/S1.SCLK P0.7/S1.SSN U6 GND C12 10u/16V P0.5 P0.4 P0.6 P0.7 13 14 12 11 SI SO SCK CS UDP_PUP DataFlash VCC RDY/BSY RESET WP GND AT45DB321C 6 1 2 3 7 +3.3V C13 100n GND GND http://www.propox.com email: [email protected] Title: MMstr71xF Size: Date: 27-04-2005 13 Rev: File: Sheet 1 of 1 1.00