KAmod STM32H503 (PL)

Opis

KAmod STM32H503 - Płytka ewaluacyjna z mikrokontrolerem STM32H503CBU6 Cortex-M33

KAmod STM32H503 jest niewielką płytką ewaluacyjną z mikrokontrolerem STM32H503CBU6. Moduł zawiera elementy niezbędne do uruchomienia mikrokontrolera, rezonatory kwarcowe 8 MHz i 32,768 kHz, złącze USB-C, stabilizator 3,3 V oraz przyciski i diody LED. Na płytce przewidziano również nieobsadzone miejsce na opcjonalną pamięć SPI NOR Flash do samodzielnego wlutowania.

Złącze USB-C może służyć do zasilania, komunikacji USB 2.0 Full Speed oraz programowania mikrokontrolera przez fabryczny bootloader USB DFU. Interfejs SWD wyprowadzono na osobne złącze. Pozostałe sygnały mikrokontrolera są dostępne na dwóch listwach po 20 styków, o rastrze 2,54 mm.

---

Podstawowe parametry

• mikrokontroler STM32H503CBU6 w obudowie UFQFPN48:
  • rdzeń Arm Cortex-M33 z FPU i instrukcjami DSP, taktowany do 250 MHz,
  • 128 kB pamięci Flash z ECC,
  • 32 kB pamięci SRAM z ECC oraz 2 kB podtrzymywanej pamięci SRAM,
  • 8 kB pamięci podręcznej instrukcji,
  • 12-bitowy ADC, dwukanałowy 12-bitowy DAC, komparator i wzmacniacz operacyjny,
  • timery 16- i 32-bitowe, RTC, dwa układy watchdog,
  • interfejsy I2C/I3C, USART/LPUART, SPI/I2S, FDCAN oraz USB 2.0 Full Speed,
• precyzyjny rezonator kwarcowy 8 MHz dla zegara głównego,
• rezonator 32,768 kHz dla RTC,
• możliwość dołączenia baterii podtrzymującej RTC,
• nieobsadzone miejsce U3 na opcjonalną pamięć SPI NOR Flash; W25Q16JV 16 Mbit (2 MB) jest przykładem zgodnego układu,
• złącze USB-C pracujące w trybie urządzenia,
• stabilizator 3,3 V MIC5504 o maksymalnym prądzie wyjściowym 300 mA,
• 33 sygnały GPIO dostępne na złączach P1, P2 i P3; część z nich jest współdzielona z układami płytki,
• złącze programowania i debugowania SWD,
• przyciski USER, BOOT i RST,
• dioda zasilania oraz dioda LED sterowana przez PC13,
• złącza P1 i P2: po 20 styków, raster 2,54 mm,
• złącze SWD P3: 4 styki, raster 2,54 mm,
• wymiary płytki: 53 × 20,75 mm.

---

Wyposażenie standardowe

Komponent	Opis
KAmod STM32H503	Zmontowany i uruchomiony moduł

---

---

Zasilanie

Złącze	Styki	Funkcja
USB-C (J1)	VBUS, GND	Doprowadzenie napięcia 5 V ze źródła USB
P1	1: +5V 2: GND 3: +3.3V	Zasilanie płytki lub dostęp do linii zasilających
P2	17: GND 18: +5V' 19: GND 20: +3.3V	Zasilanie płytki lub dostęp do linii zasilających
P1	20: VB	Wejście baterii podtrzymującej domenę VBAT i RTC

Płytkę najwygodniej zasilać przez USB-C. Napięcie VBUS przechodzi przez diodę Schottky'ego D4 na linię +5V, a następnie przez stabilizator U2 na linię +3.3V'. Dioda ogranicza możliwość przepływu prądu z płytki z powrotem do złącza USB.

Alternatywnie można doprowadzić stabilizowane napięcie 5 V do styku +5V jednego ze złączy P1 lub P2 oraz masę do styku GND. Dopuszczalny zakres wejściowy stabilizatora MIC5504 wynosi 2,5...5,5 V, jednak linia oznaczona +5V i urządzenia do niej dołączone są przewidziane do pracy z nominalnym napięciem 5 V. Maksymalny prąd wyjściowy stabilizatora 3,3 V wynosi 300 mA; część tej wartości pobierają mikrokontroler i pozostałe elementy modułu. Po zamontowaniu opcjonalnej pamięci Flash należy uwzględnić również pobierany przez nią prąd.

Styki +3.3V są połączone bezpośrednio z wyjściem stabilizatora i służą przede wszystkim jako wyjście zasilające dla dołączanych układów. Przy zasilaniu płytki bezpośrednio napięciem 3,3 V należy odłączyć USB i linię 5 V oraz zachować parametry zasilania wymagane przez mikrokontroler. Schemat nie zawiera układu separującego zewnętrzne 3,3 V od stabilizatora.

Czerwona dioda D3 sygnalizuje obecność napięcia 3,3 V.

---

Zasilanie RTC

Wejście `VB` na styku 20 złącza P1 jest przeznaczone do dołączenia dodatniego bieguna baterii podtrzymującej RTC; biegun ujemny należy połączyć z `GND`. Układ D1 automatycznie zasila domenę VBAT z linii 3,3 V podczas normalnej pracy, a po zaniku głównego zasilania przełącza ją na baterię. Napięcie na pinie VBAT mikrokontrolera musi mieścić się w zakresie określonym w jego karcie katalogowej (1,2...3,6 V). Należy uwzględnić spadek napięcia na diodzie Schottky'ego D1; typowym wyborem jest bateria litowa 3 V.

---

Zworka SB1

Otwarta fabrycznie zworka lutowana SB1 jest połączona równolegle do diody D4. Jej zwarcie omija spadek napięcia na diodzie, ale usuwa zabezpieczenie przed przepływem prądu z linii `+5V` do VBUS złącza USB. W typowym zastosowaniu SB1 powinna pozostać otwarta. Nie należy zwierać SB1, gdy płytka może być jednocześnie zasilana z USB i ze złącza P1 lub P2.

---

Interfejs USB

Złącze	Funkcja
USB-C (J1)	Zasilanie 5 V, USB 2.0 Full Speed Device, fabryczny bootloader USB DFU

Mikrokontroler ma zintegrowany kontroler USB 2.0 Full Speed. Linie złącza są połączone bezpośrednio z wyprowadzeniami:

PA11 — USB DM
PA12 — USB DP

Te same sygnały są dostępne odpowiednio na stykach 8 i 9 złącza P2. Gdy używany jest interfejs USB, nie należy obciążać tych styków innymi układami. Rezystory 5,1 kΩ na liniach CC konfigurują złącze USB-C jako urządzenie pobierające zasilanie. Płytka nie zawiera obwodu zasilania VBUS wymaganego do pracy jako host USB, dlatego jest przeznaczona do pracy w trybie Device.

Funkcja USB zależy od oprogramowania mikrokontrolera. Dołączony projekt przykładowy konfiguruje urządzenie CDC ACM, widoczne w komputerze jako wirtualny port szeregowy.

---

Interfejs programowania i debugowania SWD

Złącze P3 udostępnia interfejs SWD (Serial Wire Debug), który umożliwia programowanie pamięci Flash oraz debugowanie programu przy użyciu zewnętrznego programatora, np. ST-LINK.

Styk P3	Sygnał	Funkcja
1	+3.3V	Napięcie odniesienia interfejsu programatora
2	SWDIO	Dane SWD
3	SWCLK	Zegar SWD
4	GND	Masa

Sygnały należy połączyć z odpowiadającymi im sygnałami programatora. Wyprowadzenie 3,3 V służy programatorowi jako odniesienie poziomów logicznych; płytka powinna mieć własne zasilanie, chyba że używany programator jawnie obsługuje zasilanie układu docelowego.

---

Programowanie mikrokontrolera

Mikrokontroler można programować przez:

• złącze P3 i interfejs SWD,
• złącze USB-C i fabryczny bootloader USB DFU,
• inne interfejsy obsługiwane przez bootloader STM32H503, jeżeli zostaną odpowiednio dołączone do złączy GPIO.

Programowanie przez SWD

1. Podłącz programator do złącza P3 zgodnie z tabelą pinów.
2. Zasil płytkę przez USB-C albo linię +5V.
3. W STM32CubeProgrammer wybierz interfejs ST-LINK i połącz się z mikrokontrolerem.
4. Wybierz plik programu, zaprogramuj pamięć Flash i wykonaj weryfikację.

Programowanie przez USB DFU

Fabryczny bootloader znajduje się w pamięci systemowej mikrokontrolera i nie jest kasowany podczas zwykłego programowania pamięci Flash. Aby go uruchomić:

1. Podłącz płytkę przewodem USB-C do komputera.
2. Naciśnij i przytrzymaj przycisk `BOOT` (SW2).
3. Naciśnij i zwolnij przycisk `RST` (SW3), nadal trzymając `BOOT`.
4. Zwolnij `BOOT`.
5. W STM32CubeProgrammer wybierz interfejs USB i połącz się z urządzeniem DFU.

Po zaprogramowaniu upewnij się, że przycisk BOOT jest zwolniony, i zresetuj płytkę. Zamiast opisanej sekwencji można również włączyć zasilanie przy wciśniętym przycisku BOOT.

`PA13` i `PA14` są zajęte przez SWD podczas programowania i debugowania. `PA11` i `PA12` są zajęte przez USB podczas programowania DFU lub komunikacji USB.

---

Dodatkowe elementy - przyciski i diody LED

Element	Połączenie	Funkcja
SW1 USER KEY	PA0 - aktywny stan niski	Przycisk użytkownika; rezystor szeregowy 330 Ω
SW2 BOOT	BOOT0 - aktywny stan wysoki	Wybór uruchomienia pamięci systemowej/bootloadera
SW3 RST	NRST - aktywny stan niski	Reset mikrokontrolera
D2 niebieska	PC13 - aktywny stan niski	Dioda sterowana przez program użytkownika
D3 czerwona	+3.3V	Sygnalizacja obecności zasilania 3,3 V

Przycisk USER zwiera wejście PA0 do masy. Oprogramowanie powinno włączyć rezystor podciągający wejście do 3,3 V; tak skonfigurowano dołączony projekt przykładowy. Niebieska dioda świeci po ustawieniu na PC13 stanu niskiego.

---

---

Wymiary

Wymiary płytki KAmod STM32H503 wynoszą 53 × 20,75 mm.

---

---

Linki

• STM32H503CB — strona produktu
• Karta katalogowa STM32H503xx (DS14053)
• Reference manual STM32H503 (RM0492)
• Opis fabrycznych bootloaderów STM32 (AN2606)
• STM32CubeProgrammer
• Karta katalogowa przykładowej pamięci W25Q16JV
• Karta katalogowa stabilizatora MIC5504