KAmod BluePico STM32F030 (PL)

Opis

KAmod BluePico STM32F030 - Płytka ewaluacyjna z mikrokontrolerem STM32F030 F4P6 Cortex-M0
Płytka ewaluacyjna KAmod BluePico STM32F030 zawiera mikrokontroler STM32F030 F4P6 oraz elementy niezbędne do jego uruchomienia. Na płytce znajduje się złącze USB-C do zasilania oraz programowania. Zintegrowany konwerter USB-UART oraz odpowiednio skonfigurowany bootloader umożliwiają programowanie mikrokontrolera zarówno z Arduino IDE jak i poprzez STM32CubeProgrammer.

Podstawowe parametry

• mikrokontroler STM32F030 F4P6: Cortex-M0, 16 kB Flash, 4 kB RAM, 48 MHz, ADC 12-bitowy, 5 timerów, I2C, SPI, UART, RTC, CRC
• mikrokontroler taktowany precyzyjnym rezonatorem kwarcowym
• złącze USB-C służy jako złącze zasilające, interfejs komunikacyjny USB-UART oraz pozwala na programowanie mikrokontrolera
• 15 wyprowadzeń GPIO oraz linie zasilania 5 V i 3,3 V dostępne na standardowych złączach o rastrze 2,54 mm
• maksymalne obciążenie linii 5 V wynosi 500 mA, natomiast dla linii 3,3 V wynosi 200 mA
• złącze interfejsu programowania/debugowania SWD
• możliwość programowania poprzez STM32CubeProgrammer oraz Arduino IDE
• wymiary płytki: 32,5x23 mm, wysokość ok. 7 mm (bez wlutowanych szpilek goldpin)

Wyposażenie standardowe

Kod	Opis
KAmod BluePico STM32F030	Zmontowany i uruchomiony moduł 2 x prosta listwa goldpin 12-pin raster 2,54 mm 1 x kątowa listwa goldpin 4-pin raster 2,54 mm

Zasilanie

Złącze	Funkcja
USB-C J1, J2	Doprowadza zasilanie 5 V do modułu Pozwala doprowadzić zasilanie 5 V oraz udostępnia napięcie 3,3 V

Płytka ewaluacyjna KAmod BluePico STM32F030 może być zasilana na dwa sposoby:

• poprzez odpowiednie styki złączy J1 i J2,
• poprzez złącze USB-C.

Źródło zasilania o napięciu z zakresu 4,5...5,5 V i wydajności min. 100 mA należy dołączyć do styków oznaczonych 5V (plus) oraz GND (minus) na złączu J1. Wtedy na stykach oznaczonych 3,3V dostępne jest stabilizowane napięcie o wartości 3,3 V, które również zasila mikrokontroler. Obecność napięcia 3,3 V jest sygnalizowana świeceniem diody LED oznaczonej PWR.

Do złącza USB-C należy dołączyć standardowe źródło zasilania USB o wydajności min. 100 mA. Wtedy na styku 5V złącza J1 dostępne jest napięcie o wartości bliskiej 5 V (względem masy oznaczonej GND). Niewielki spadek napięcia (ok 0,5 V) występuje na diodzie Schottky’ego, która umożliwia przepływ prądu w kierunku ze złącza USB-C do płytki, ale blokuje przepływ prądu w kierunku przeciwnym - do złącza USB-C. Dzięki temu można bezpiecznie dołączać zasilanie w różnych konfiguracjach - USB i/lub styki J1.

Interfejs USB

Złącze	Funkcja
USB-C	Doprowadza zasilanie 5 V do modułu Może realizować interfejs USB-UART Pozwala programować mikrokontroler poprzez wbudowany bootloader

Złącze USB-C jest łatwym sposobem na doprowadzenie zasilania do płytki KAmod BluePico STM32F030. Ponadto na płytce znajduje się układ CH340C, który realizuje funkcję kontrolera USB połączonego z interfejsem szeregowym UART mikrokontrolera STM32F030. Interfejs UART umożliwia m.in. przesyłanie prostych komunikatów, które można śledzić w dowolnym programie typu Terminal/Serial Monitor.

Sterowniki dla układu CH340 można pobrać ze strony producenta układu: https://www.wch-ic.com/downloads/CH341SER_ZIP.html

Moduł będzie widoczny w systemie, podobnie jak na poniższym obrazku:

Interfejs UART jest połączony do wyprowadzeń PA10 (RX USART1) oraz PA9 (TX USART1). Jeżeli połączenie USB-UART nie jest wymagane w projekcie, to wyprowadzenia PA10 i PA9 można odłączyć od kontrolera USB przecinając zworki oznaczone RX i TX na dolnej stronie płytki.

Interfejs programowania/debugowania SWD

Złącze	Funkcja
J3	Wyprowadzony interfejs SWD (Single Wire Debug) z sygnałami SWDIO oraz SWCLK

Interfejs SWD (Single Wire Debug) pozwala na programowanie pamięci Flash mikrokontrolera oraz śledzenie działania programu (debugowanie). Wymaga dołączenia zewnętrznego programatora/debuggera np. STLINK-V2 lub STLINK-V3MINIE.

• GND – masa układu,
• SWC – sygnał taktujący SWCLK, współdzielony z wyprowadzeniem PA14,
• SWD – sygnał danych SWDIO, współdzielony z wyprowadzeniem PA13,
• 3,3V – linia zasilania 3,3 V.

Sygnały należy połączyć z takimi samymi sygnałami na złączu programatora/debuggera. Czasami SWCLK jest oznaczony również jako TCK, natomiast SWDIO jest jednocześnie oznaczony jako TMS. Programator nie dostarcza zasilania do płytki KAmod BluePico STM32F030, zasilanie należy dołączyć do złącza USB-C lub styków J1/J2.

Programowanie mikrokontrolera

Komponent	Funkcja
SW1 – NRST	Wymuszenie stanu wyzerowania mikrokontolera
SW2 – PROG	Uruchomienie fabrycznego bootloadera mikrokontolera
J3 – SWD	Interfejs programowania SWD (Single Wire Debug)
USB – UART	Interfejs programowania USB-UART (TXD, RXD)

Najprostsza metoda programowania pamięci mikrokontrolera wymaga podłączenia modułu KAmod BluePico STM32F030 przewodem z wtykiem USB-C do komputera PC.

W specjalnym obszarze pamięci mikrokontrolera znajduje się oprogramowanie umożliwiające zaprogramowanie jego pamięci programu – jest to tzw. bootloader przygotowany przez producenta mikrokontrolera. Mikrokontroler zastosowany w module został tak skonfigurowany, że uruchomienie bootloadera wymaga tylko krótkiego przyciśnięcia przycisku PROG.

W tym stanie moduł jest gotowy do programowania zarówno poprzez STM32CubeProgrammer jak i Arduino:

• W przypadku STM32CubeProgrammer należy wyprać tryb UART, a następnie nacisnąć Connect:

• W przypadku Arduino, należy:
  • ustawić Board na Generic STM32F0 series,
  • ustawić Board part number na Generic F030F4Px,
  • ustawić Upload method na STM32CubeProgrammer(Serial),
  • ustawić port komunikacyjny na ten, który odpowiada podłączonemu modułowi (w przekładzie jest to COM12).

Wszystkie ustawienia zostały pokazane na poniższym obrazku:

Jeżeli w Arduino IDE nie widnieją wskazane płytki, to należy dodać poniższy wpis w polu menedżera płytek (Additional boards manager URLs):
https://github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/raw/main/package_stmicroelectronics_index.json

Innym sposobem programowania pamięci mikrokontrolera jest dołączenie zewnętrznego programatora, np. STLINK-V2 lub STLINK-V3MINIE do złącza J3 i postępowanie zgodnie z instrukcją użytkowania programatora.

Należy pamiętać, że niektóre wyprowadzenia mikrokontrolera pełnią dwie lub więcej funkcji, które mogą się wzajemnie zakłócać. Oto najistotniejsze z nich:

• SWC/PA14 – sygnał SWC (programowanie/debugowanie) jest jednocześnie wyprowadzony jako port GPIO PA14
• SWD/PA13 – sygnał SWD (programowanie/debugowanie) jest jednocześnie wyprowadzony jako port GPIO PA13
• PA10 (RX), PA9 (TX) – wyprowadzenia interfejsu UART 1 – RX, TX, który jest połączony z USB są jednocześnie wyprowadzone jako porty GPIO odpowiednio PA10 i PA9