Плата микроконтроллера ARM STM32

Разработка платы управления промышленными продуктами YCTECH включает в себя разработку программного обеспечения платы управления, обновление программного обеспечения, разработку принципиальной схемы, проектирование печатных плат, производство печатных плат и обработку печатных плат на восточном побережье Китая. Наша компания проектирует, разрабатывает и производит плату микроконтроллера ARM STM32. Ядро: 32-разрядный процессор ARM Cortex-M3, максимальная рабочая частота 72 МГц, 1,25 DMIPS/МГц. Одноцикловое умножение и аппаратное деление.

Память: встроенная флэш-память объемом 32–512 КБ. 6-64 КБ памяти SRAM.

Часы, сброс и управление питанием: источник питания 2,0–3,6 В и управляющее напряжение для интерфейса ввода-вывода. Сброс при включении питания (POR), сброс при выключении питания (PDR) и программируемый детектор напряжения (PVD). Кварцевый генератор 4-16 МГц. Встроенный RC-генератор 8 МГц настроен на заводе. Внутренняя схема RC-генератора 40 кГц. PLL для тактовой частоты процессора. Кристалл 32 кГц с калибровкой для RTC.

Низкое энергопотребление: 3 режима низкого энергопотребления: спящий режим, стоп, режим ожидания. VBAT для питания RTC и резервных регистров.

Режим отладки: последовательная отладка (SWD) и интерфейс JTAG.

DMA: 12-канальный контроллер прямого доступа к памяти. Поддерживаемые периферийные устройства: таймеры, АЦП, ЦАП, SPI, IIC и UART.

Три 12-разрядных аналого-цифровых преобразователя уровня us (16 каналов): диапазон аналогово-цифровых измерений: 0–3,6 В. Возможность двойной выборки и удержания. Датчик температуры встроен в чип.

2-канальный 12-битный цифро-аналоговый преобразователь: STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE эксклюзивно.

До 112 быстрых портов ввода-вывода: в зависимости от модели имеется 26, 37, 51, 80 и 112 портов ввода-вывода, каждый из которых может быть сопоставлен с 16 внешними векторами прерывания. Все входы, кроме аналоговых, могут принимать входы до 5 В.

До 11 таймеров: 4 16-разрядных таймера, каждый с 4 счетчиками IC/OC/PWM или счетчиками импульсов. Два 16-битных 6-канальных таймера расширенного управления: для выхода ШИМ можно использовать до 6 каналов. 2 сторожевых таймера (независимый сторожевой таймер и оконный сторожевой таймер). Таймер Systick: 24-битный обратный счетчик. Два 16-битных базовых таймера используются для управления ЦАП.

До 13 коммуникационных интерфейсов: 2 интерфейса IIC (SMBus/PMBus). 5 интерфейсов USART (интерфейс ISO7816, совместимость с LIN, IrDA, управление отладкой). 3 интерфейса SPI (18 Мбит/с), два из которых мультиплексированы с IIS. CAN-интерфейс (2.0B). Полноскоростной интерфейс USB 2.0. Интерфейс SDIO.

Пакет ECOPACK: микроконтроллеры серии STM32F103xx используют пакет ECOPACK.

системный эффект

1. Ядро ARM Cortex-M3, интегрированное со встроенной флэш-памятью и памятью SRAM. По сравнению с 8/16-битными устройствами 32-битный RISC-процессор ARM Cortex-M3 обеспечивает более высокую эффективность кода. Микроконтроллеры STM32F103xx имеют встроенное ядро ​​ARM, поэтому они совместимы со всеми инструментами и программным обеспечением ARM.

2. Встроенная флэш-память и оперативная память: встроенная флэш-память объемом до 512 КБ, которую можно использовать для хранения программ и данных. До 64 КБ встроенной SRAM можно читать и записывать с тактовой частотой ЦП (без состояний ожидания).

3. Переменная статическая память (FSMC): FSMC встроена в STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE с 4 вариантами микросхем и поддерживает четыре режима: Flash, RAM, PSRAM, NOR и NAND. 3 линии прерывания FSMC подключаются к NVIC после ИЛИ. FIFO чтения/записи отсутствует, кроме PCCARD, коды выполняются из внешней памяти, загрузка не поддерживается, а целевая частота равна SYSCLK/2, поэтому при частоте системных часов 72 МГц внешний доступ осуществляется на частоте 36 МГц.

4. Контроллер вложенных векторных прерываний (NVIC): он может обрабатывать 43 маскируемых канала прерываний (исключая 16 линий прерываний Cortex-M3), обеспечивая 16 приоритетов прерываний. Тесно связанный NVIC обеспечивает более низкую задержку обработки прерываний, напрямую передает адрес таблицы векторов прерываний в ядро, тесно связанный интерфейс ядра NVIC позволяет обрабатывать прерывания заранее, обрабатывает прерывания с более высоким приоритетом, которые поступают позже, и поддерживает хвостовую цепочку, автоматически сохраняет состояние процессора, и запись прерывания автоматически восстанавливается при выходе из прерывания без вмешательства инструкции.

5. Внешний контроллер прерывания/события (EXTI): Внешний контроллер прерывания/события состоит из 19 линий детектора фронта для генерации запросов прерывания/события. Каждая линия может быть индивидуально настроена для выбора события запуска (нарастающий фронт, задний фронт или оба) и может быть индивидуально замаскирована. Существует ожидающий регистр для поддержания состояния запросов на прерывание. EXTI может обнаруживать, когда импульс на внешней линии длиннее, чем период внутренних часов APB2. К 16 внешним линиям прерывания подключено до 112 GPIO.

6. Часы и запуск: по-прежнему необходимо выбирать системные часы при запуске, но внутренний кварцевый генератор 8 МГц выбирается в качестве часов ЦП при сбросе. Можно выбрать внешний тактовый генератор 4-16 МГц, и его успешность будет контролироваться. В это время контроллер отключен, а управление программными прерываниями впоследствии отключено. В то же время управление прерываниями тактового генератора PLL при необходимости полностью доступно (например, в случае выхода из строя косвенно используемого кварцевого генератора). Для настройки частоты AHB можно использовать несколько предварительных компараторов, включая высокоскоростной APB (PB2) и низкоскоростной APB (APB1). Самая высокая частота высокоскоростного APB составляет 72 МГц, а самая высокая частота низкоскоростного APB — 36 МГц.

7. Режим загрузки: при запуске булавка загрузки используется для выбора одного из трех вариантов загрузки: импорт из флэш-памяти пользователя, импорт из системной памяти и импорт из SRAM. Программа импорта загрузки находится в системной памяти и используется для перепрограммирования флэш-памяти через USART1.

8. Схема питания: VDD, диапазон напряжения 2,0-3,6 В, внешнее питание осуществляется через контакт VDD, который используется для ввода/вывода и внутреннего регулятора напряжения. VSSA и VDDA, диапазон напряжения 2,0-3,6В, вход внешнего аналогового напряжения для АЦП, модуля сброса, RC и PLL, в пределах диапазона VDD (АЦП ограничен 2,4В), VSSA и VDDA должны быть подключены к VSS соответственно и ВДД. VBAT, диапазон напряжения составляет 1,8-3,6 В, когда VDD недействителен, он обеспечивает питание для RTC, внешнего кварцевого генератора 32 кГц и резервных регистров (реализуется переключением питания).

9. Управление питанием. Устройство имеет полный сброс при включении питания (POR) и сброс при выключении питания (PDR). Эта схема всегда эффективна для обеспечения выполнения некоторых необходимых операций при запуске от 2 В или при падении до 2 В. Когда VDD ниже определенного нижнего предела VPOR/PDR, устройство также может оставаться в режиме сброса без внешней схемы сброса. Устройство оснащено встроенным программируемым детектором напряжения (PVD). PVD используется для обнаружения VDD и сравнения его с пределом VPVD. Прерывание генерируется, когда VDD меньше VPVD или VDD больше VPVD. Процедура обслуживания прерывания может генерировать предупреждающее сообщение или переводить MCU в безопасное состояние. PVD включается программным обеспечением.

10. Регулировка напряжения: Регулятор напряжения имеет 3 режима работы: основной (MR), режим низкого энергопотребления (LPR) и режим пониженного энергопотребления. MR используется в режиме регулирования (режиме работы) в традиционном понимании, LPR - в режиме остановки, а power-down - в дежурном режиме: выход регулятора напряжения высокоимпедансный, основная цепь обесточена, в т.ч. нулевое потребление (содержимое регистров и SRAM не потеряется).

11. Режим низкого энергопотребления: STM32F103xx поддерживает 3 режима низкого энергопотребления, чтобы достичь наилучшего баланса между низким энергопотреблением, коротким временем запуска и доступными источниками пробуждения. Спящий режим: перестает работать только ЦП, все периферийные устройства продолжают работать, пробуждение ЦП при возникновении прерывания/события; режим остановки: позволяет поддерживать содержимое SRAM и регистров с минимальным энергопотреблением. Все часы в области 1,8 В остановлены, генераторы PLL, HSI и HSE RC отключены, а регулятор напряжения переведен в нормальный режим или режим пониженного энергопотребления. Устройство может быть выведено из режима останова через внешнюю линию прерывания. Источником внешнего прерывания может быть одна из 16 внешних линий прерывания, выход PVD или предупреждение TRC. Режим ожидания: в погоне за наименьшим энергопотреблением внутренний регулятор напряжения отключен, так что область 1,8 В отключена. Генераторы PLL, HSI и HSE RC также отключены. После входа в режим ожидания помимо резервных регистров и резервных цепей также теряется содержимое SRAM и регистров. Устройство выходит из режима ожидания, когда возникает внешний сброс (вывод NRST), сброс IWDG, нарастающий фронт на выводе WKUP или предупреждение TRC. При переходе в режим остановки или в режим ожидания TRC, IWDG и связанные с ними источники синхронизации не будут остановлены.