ARM STM32 MCU-Board

Die Entwicklung von Steuerplatinen für Industrieprodukte von YCTECH umfasst Softwaredesign für Industriesteuerplatinen, Software-Upgrades, Schaltplandesign, PCB-Design, PCB-Produktion und PCBA-Verarbeitung an der Ostküste Chinas. Unser Unternehmen entwirft, entwickelt und produziert ARM STM32 MCU-Boards. Kern: ARM32-Bit-Cortex-M3-CPU, die höchste Betriebsfrequenz beträgt 72 MHz, 1,25 DMIPS/MHz. Einzelzyklus-Multiplikation und Hardware-Division.

Speicher: On-Chip integrierter 32–512 KB Flash-Speicher. 6–64 KB SRAM-Speicher.

Takt-, Reset- und Energieverwaltung: 2,0–3,6 V Stromversorgung und Antriebsspannung für die I/O-Schnittstelle. Power-On-Reset (POR), Power-Down-Reset (PDR) und programmierbarer Spannungsdetektor (PVD). 4–16 MHz Quarzoszillator. Eingebauter 8-MHz-RC-Oszillatorschaltkreis, der vor dem Werk eingestellt wurde. Interner 40-kHz-RC-Oszillatorschaltkreis. PLL für CPU-Takt. 32-kHz-Quarz mit Kalibrierung für RTC.

Geringer Stromverbrauch: 3 Modi mit geringem Stromverbrauch: Schlaf-, Stopp- und Standby-Modus. VBAT zur Stromversorgung der RTC- und Backup-Register.

Debug-Modus: serielles Debug (SWD) und JTAG-Schnittstelle.

DMA: 12-Kanal-DMA-Controller. Unterstützte Peripheriegeräte: Timer, ADC, DAC, SPI, IIC und UART.

Drei 12-Bit-A/D-Wandler auf US-Ebene (16 Kanäle): A/D-Messbereich: 0–3,6 V. Duale Sample-and-Hold-Funktion. Auf dem Chip ist ein Temperatursensor integriert.

2-Kanal-12-Bit-D/A-Wandler: STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE exklusiv.

Bis zu 112 schnelle I/O-Ports: Je nach Modell gibt es 26, 37, 51, 80 und 112 I/O-Ports, die alle 16 externen Interrupt-Vektoren zugeordnet werden können. Alle außer den analogen Eingängen können Eingänge bis zu 5 V akzeptieren.

Bis zu 11 Timer: 4 16-Bit-Timer mit jeweils 4 IC/OC/PWM oder Impulszählern. Zwei erweiterte 16-Bit-6-Kanal-Steuerungstimer: Bis zu 6 Kanäle können für die PWM-Ausgabe verwendet werden. 2 Watchdog-Timer (unabhängiger Watchdog und Fenster-Watchdog). Systick-Timer: 24-Bit-Abwärtszähler. Zur Ansteuerung des DAC werden zwei 16-Bit-Basis-Timer verwendet.

Bis zu 13 Kommunikationsschnittstellen: 2 IIC-Schnittstellen (SMBus/PMBus). 5 USART-Schnittstellen (ISO7816-Schnittstelle, LIN, IrDA-kompatibel, Debug-Steuerung). 3 SPI-Schnittstellen (18 Mbit/s), davon zwei mit IIS gemultiplext. CAN-Schnittstelle (2.0B). USB 2.0-Full-Speed-Schnittstelle. SDIO-Schnittstelle.

ECOPACK-Paket: Mikrocontroller der Serie STM32F103xx verwenden das ECOPACK-Paket.

Systemeffekt

1. ARM Cortex-M3-Kern integriert mit integriertem Flash- und SRAM-Speicher. Im Vergleich zu 8/16-Bit-Geräten bietet der ARM Cortex-M3 32-Bit-RISC-Prozessor eine höhere Codeeffizienz. STM32F103xx-Mikrocontroller verfügen über einen eingebetteten ARM-Kern und sind daher mit allen ARM-Tools und -Software kompatibel.

2. Eingebetteter Flash-Speicher und RAM-Speicher: Integrierter bis zu 512 KB großer eingebetteter Flash, der zum Speichern von Programmen und Daten verwendet werden kann. Bis zu 64 KB eingebetteter SRAM können mit CPU-Taktgeschwindigkeit gelesen und geschrieben werden (keine Wartezustände).

3. Variabler statischer Speicher (FSMC): FSMC ist in STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE eingebettet, mit 4 Chipauswahlen und unterstützt vier Modi: Flash, RAM, PSRAM, NOR und NAND. 3 FSMC-Interrupt-Leitungen sind nach OR mit NVIC verbunden. Es gibt kein Lese-/Schreib-FIFO, außer bei PCCARD, Codes werden aus dem externen Speicher ausgeführt, Boot wird nicht unterstützt und die Zielfrequenz ist gleich SYSCLK/2. Wenn der Systemtakt also 72 MHz beträgt, erfolgt der externe Zugriff mit 36 ​​MHz.

4. Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC): Er kann 43 maskierbare Interrupt-Kanäle (mit Ausnahme der 16 Interrupt-Leitungen von Cortex-M3) verarbeiten und bietet 16 Interrupt-Prioritäten. Eng gekoppelter NVIC erreicht eine geringere Interrupt-Verarbeitungslatenz, überträgt die Adresse der Interrupt-Eintragsvektortabelle direkt an den Kernel, eng gekoppelte NVIC-Kernelschnittstelle, ermöglicht die Vorverarbeitung von Interrupts, verarbeitet später eintreffende Interrupts mit höherer Priorität und unterstützt Tail Chain, automatische Speicherung der Prozessorstatus, und der Interrupt-Eintrag wird automatisch wiederhergestellt, wenn der Interrupt beendet wird, ohne dass ein Befehl eingreifen muss.

5. Externer Interrupt-/Event-Controller (EXTI): Der externe Interrupt-/Event-Controller besteht aus 19 Kantendetektorlinien zur Generierung von Interrupt-/Event-Anfragen. Jede Zeile kann individuell zur Auswahl des Triggerereignisses (steigende Flanke, fallende Flanke oder beides) konfiguriert und individuell maskiert werden. Es gibt ein ausstehendes Register, um den Status von Interrupt-Anforderungen aufrechtzuerhalten. EXTI kann erkennen, wenn ein Impuls auf der externen Leitung länger als die Periode des internen APB2-Takts ist. Bis zu 112 GPIOs sind an 16 externe Interrupt-Leitungen angeschlossen.

6. Takt und Start: Beim Starten muss weiterhin der Systemtakt ausgewählt werden, beim Zurücksetzen wird jedoch der interne 8-MHz-Quarzoszillator als CPU-Takt ausgewählt. Ein externer 4-16MHz-Takt kann ausgewählt werden und wird auf Erfolg überwacht. Während dieser Zeit ist der Controller deaktiviert und die Software-Interrupt-Verwaltung wird anschließend deaktiviert. Gleichzeitig steht bei Bedarf (z. B. bei Ausfall eines indirekt genutzten Quarzoszillators) das Interrupt-Management des PLL-Takts voll zur Verfügung. Zur Konfiguration der AHB-Frequenz können mehrere Vorkomparatoren verwendet werden, darunter Hochgeschwindigkeits-APB (PB2) und Niedriggeschwindigkeits-APB (APB1). Die höchste Frequenz des Hochgeschwindigkeits-APB beträgt 72 MHz und die höchste Frequenz des Niedriggeschwindigkeits-APB beträgt 36 MHz.

7. Boot-Modus: Beim Start wird der Boot-Pin verwendet, um eine der drei Boot-Optionen auszuwählen: Import aus Benutzer-Flash, Import aus Systemspeicher und Import aus SRAM. Das Boot-Importprogramm befindet sich im Systemspeicher und wird zum Neuprogrammieren des Flash-Speichers über USART1 verwendet.

8. Stromversorgungsschema: VDD, der Spannungsbereich beträgt 2,0 V–3,6 V, die externe Stromversorgung erfolgt über den VDD-Pin, der für I/O und internen Spannungsregler verwendet wird. VSSA und VDDA, der Spannungsbereich beträgt 2,0–3,6 V, externer analoger Spannungseingang für ADC, Reset-Modul, RC und PLL, innerhalb des Bereichs von VDD (ADC ist auf 2,4 V begrenzt), VSSA und VDDA müssen entsprechend an VSS angeschlossen werden und VDD. VBAT, der Spannungsbereich beträgt 1,8–3,6 V. Wenn VDD ungültig ist, liefert es Strom für RTC, externen 32-kHz-Quarzoszillator und Backup-Register (realisiert durch Leistungsumschaltung).

9. Energieverwaltung: Das Gerät verfügt über eine vollständige Power-On-Reset- (POR) und Power-Down-Reset- (PDR) Schaltung. Diese Schaltung ist immer wirksam, um sicherzustellen, dass einige notwendige Vorgänge ausgeführt werden, wenn von 2 V gestartet wird oder auf 2 V abfällt. Wenn VDD unter einem bestimmten unteren Grenzwert VPOR/PDR liegt, kann das Gerät auch ohne externe Reset-Schaltung im Reset-Modus bleiben. Das Gerät verfügt über einen eingebetteten programmierbaren Spannungsdetektor (PVD). Der PVD wird verwendet, um VDD zu erkennen und mit dem VPVD-Grenzwert zu vergleichen. Ein Interrupt wird generiert, wenn VDD kleiner als VPVD oder VDD größer als VPVD ist. Die Interrupt-Serviceroutine kann eine Warnmeldung generieren oder die MCU in einen sicheren Zustand versetzen. PVD wird per Software aktiviert.

10. Spannungsregelung: Der Spannungsregler verfügt über 3 Betriebsmodi: Hauptbetrieb (MR), geringer Stromverbrauch (LPR) und Abschaltung. MR wird im herkömmlichen Sinne im Regelmodus (Laufmodus) verwendet, LPR wird im Stoppmodus verwendet und Power-Down wird im Standby-Modus verwendet: Der Spannungsreglerausgang ist hochohmig, der Kernkreis wird heruntergefahren, einschließlich Nullverbrauch (der Inhalt der Register und des SRAM geht nicht verloren).

11. Modus mit geringem Stromverbrauch: STM32F103xx unterstützt drei Modi mit geringem Stromverbrauch, um die beste Balance zwischen geringem Stromverbrauch, kurzer Startzeit und verfügbaren Weckquellen zu erreichen. Schlafmodus: Nur die CPU hört auf zu arbeiten, alle Peripheriegeräte laufen weiter, wecken die CPU auf, wenn ein Interrupt/Ereignis auftritt; Stoppmodus: Ermöglicht die Aufrechterhaltung des Inhalts von SRAM und Registern bei minimalem Stromverbrauch. Die Takte im 1,8-V-Bereich werden alle gestoppt, die PLL-, HSI- und HSE-RC-Oszillatoren werden deaktiviert und der Spannungsregler wird in den Normal- oder Energiesparmodus versetzt. Das Gerät kann über eine externe Interrupt-Leitung aus dem Stopp-Modus aufgeweckt werden. Die externe Interrupt-Quelle kann eine von 16 externen Interrupt-Leitungen, ein PVD-Ausgang oder eine TRC-Warnung sein. Standby-Modus: Um den geringsten Stromverbrauch zu erzielen, wird der interne Spannungsregler ausgeschaltet, sodass der 1,8-V-Bereich ausgeschaltet ist. PLL-, HSI- und HSE-RC-Oszillatoren sind ebenfalls deaktiviert. Nach dem Eintritt in den Standby-Modus gehen neben den Backup-Registern und Standby-Schaltkreisen auch die Inhalte von SRAM und Registern verloren. Das Gerät verlässt den Standby-Modus, wenn ein externer Reset (NRST-Pin), ein IWDG-Reset, eine steigende Flanke am WKUP-Pin oder eine TRC-Warnung auftritt. Beim Wechsel in den Stopp- oder Standby-Modus werden TRC, IWDG und zugehörige Taktquellen nicht gestoppt.