Latest revision as of 11:34, 24 September 2020

Opis

Zestaw ZL27ARM jest uniwersalnym zestawem uruchomieniowym dla mikrokontrolerów STM32F103. Dzięki wyposażeniu w szeroką gamę zaawansowanych układów peryferyjnych (m.in. interfejs CAN, USB, cyfrowy termometr) może być stosowany jako środowisko do opracowywania prototypów lub też jako zestaw edukacyjny.

Wprowadzenie

Zestaw ZL27ARM, dzięki wyposażeniu w bogaty zestaw typowych układów peryferyjnych, stanowi środowisko do uruchamiania prototypów układów budowanych w oparciu o mikrokontrolery STM32F103. Może być również wykorzystywany jako zestaw edukacyjny podczas nauki programowania mikrokontrolerów z rdzeniem ARM Cortex-M3.

Podstawowe parametry

• mikrokontroler STM32F103VBT6 w obudowie LQFP100 (m.in. 128 kB pamięci Flash, 20 kB pamięci SRAM, 2xSPI, 2xI2C, 3xUART, USB, CAN, ADC)
• dwa generatory kwarcowe (8 MHz, 32,768 kHz)
• 4-przyciskowa klawiatura
• 5-pozycyjny joystick
• 8 diod LED
• pięć 16-bitowych portów GPIO
• złącze dla alfanumerycznego wyświetlacza LCD 2x16 znaków (LCD1602)
• podświetlenie LCD o regulowanej jasności (PWM)
• termometr cyfrowy TC77 (Microchip) z SPI
• interfejs CAN ze złączem DB9M
• interfejs USB (device)
• przetwornik piezoceramiczny
• potencjometr umożliwiający podanie napięcia na wejście przetwornika analogowo-cyfrowego wbudowanego w mikrokontroler
• 20-wyprowadzeniowe złącze JTAG umożliwiające programowanie pamięci oraz debugowanie programu
• złącze USB umożliwiające transmisję danych pomiędzy komputerem PC a mikrokontrolerem STM32
• złącze kart pamięci SD/MMC
• złącze DB9 i interfejs RS232
• zworki służące do wyboru typu pamięci, z której zostanie uruchomiony mikrokontroler

Wyposażenie standardowe

Schemat elektryczny

Zasilanie

Zestaw ZL27ARM może być zasilany z portu USB komputera PC (złącze Con2, zworka PWR_SEL w pozycji USB) lub z zewnętrznego źródła napięcia o wartości 9...12 V (złącze Con1, zworka PWR_SEL w pozycji EXT). Zestaw jest wyposażony w wyłącznik SW4 umożliwiający wyłączenie zasilania zestawu bez konieczności odłączania wtyczki ze złącza Con1 lub Con3. Dioda LED D9 sygnalizuje włączenie napięcia zasilania. Na płytce zestawu umieszczono stabilizatory napięć +5 V oraz +3,3 V. Oba te napięcia są dostępne na złączach szpilkowych.

Klawiatura

Zestaw ZL27ARM jest wyposażony w 4-przyciskową klawiaturę składająca się z przycisków SW0-SW3. Każdy z przycisków ma własny rezystor podciągający. Przyciski są dołączone do linii GPIO mikrokontrolera (PA0-PA3). Uwaga! Styki przycisków są dołączone równolegle do styków joysticka Joy1.

Joystick

Zestaw ZL27ARM wyposażono w 5-pozycyjny joystick. Każdy ze styków joysticka ma rezystor podciągający do napięcia zasilania (są to rezystory podciągające przycisków klawiatury). Wszystkie linie joysticka dołączono do linii GPIO mikrokontrolera: PA0-PA3 i PC5. Uwaga! Styki joysticka są dołączone równolegle do styków przycisków SW0-SW3 (za wyjątkiem styku Enter, dołączonego do linii PC5).

Diody LED

Zestaw ZL27ARM wyposażono w osiem diod LED przeznaczonych np. do sygnalizacji stanów linii portów GPIO mikrokontrolera (aktywny stan wysoki). Linie sterujące diodami LED D1-D8 dołączono do linii GPIO mikrokontrolera PB8-PB15.

Potencjometr analogowy

Zestaw ZL27ARM wyposażono w potencjometr P1, który może zostać wykorzystany do podawania napięcia z zakresu 0...3,3 V na wejścia przetwornika analogowo-cyfrowego mikrokontrolera STM32. Środkowe wyprowadzenie potencjometru jest dołączone do linii portu PC4.

Termometr cyfrowy TC77

Zestaw ZL27ARM wyposażono w cyfrowy termometr TC77 (Microchip) wyposażony w interfejs SPI. Linie sterujące termometrem (SCK, SIO, CS) dostępne są na złączu JP7.

Przetwornik piezoelektryczny

Zestaw ZL27ARM wyposażono w przetwornik piezoelektryczny Spk1 służący do odtwarzania dźwięków. Do generowania dźwięków można wykorzystać jeden z układów licznikowych mikrokontrolera STM32 lub też generować dźwięki programowo. Wyprowadzenie przetwornika oznaczone SPK jest dostępne na złączu JP7.

Złącze alfanumerycznego wyświetlacza LCD

Zestaw ZL27ARM wyposażono w złącze umożliwiające podłączenie alfanumerycznego wyświetlacza LCD 2x16 znaków ze sterownikiem zgodnym z HD44780 (w trybie 4-bitowym). Regulacja kontrastu wyświetlacza jest możliwa za pomocą potencjometru P2. Linie sterujące wyświetlaczem dołączono do linii GPIO mikrokontrolera zgodnie z tab. 1.

W zestawie można zastosować alfanumeryczny wyświetlacz LCD o organizacji 2 linie x 16 znaków z zamontowanym złączem szpilkowym o oznaczeniu LCD1602.

Tab. 1. Linie GPIO wykorzystywane do sterowania pracą alfanumerycznego LCD

Podświetlanie alfanumerycznego wyświetlacza LCD

Diody LED w podświetlaczu alfanumerycznego wyświetlacza LCD są zasilane przez tranzystor NPN (T3), którego bazę wyprowadzono na jeden ze styków JP7 (zworka JP2 w pozycji uC), co umożliwia na przykład sterowanie jej przebiegiem PWM. Tranzystor można także włączyć na stałe (zworka JP2 w pozycji Off), co powoduje włączenie podświetlania bez możliwości regulacji jasności jego świecenia.

Interfejs USB

Zestaw ZL27ARM wyposażono w złącze USB-B oraz obwody niezbędne do realizacji transmisji z wykorzystaniem wbudowanego w mikrokontroler STM32F103VBT6 interfejsu USB. Położenie zworki JP9 określa, czy obwód włączający rezystor podciągający na linii D+ łącza USB jest podłączony do masy (USB niekatywne) czy też do linii PD2 mikrokontrolera.

Złącze kart SD/MMC

Zestaw ZL27ARM wyposażono w złącze kart SD/MMC pracujących w trybie SPI. Złącze jest podłączone na stałe do wyprowadzeń interfejsu SPI1 (PA4-PA7 oraz PA8) mikrokontrolera STM32F103VBT6.

Zworki BOOT

Zestaw ZL27ARM wyposażono w zworki BOOT0 oraz BOOT1 umożliwiające wybór pamięci, z której uruchomiony zostanie mikrokontroler (tab. 2).

Tab. 2. Ustawienia zworek BOOT i zależne od nich aktywne obszary pamięci startowych

Wyprowadzenia portów wejścia/wyjścia

Złącze JTAG

Zestaw ZL27ARM wyposażono w złącze JP4 umożliwiające programowanie oraz debugowanie programu z wykorzystaniem interfejsu JTAG (np. ZL30PRG).

Interfejs RS232

Zestaw ZL27ARM wyposażono w złącze typu DB9F (Con3) oraz konwerter napięciowy TTL/RS232, umożliwiające komunikację z komputerem PC poprzez interfejs RS232. Sygnały RxD oraz TxD są dołączono do linii PA10 i PA9 mikrokontrolera (USART1).

Interfejs CAN

Zestaw ZL27ARM wyposażono w złącze Con4 oraz konwerter CAN L9616. Układ ten jest dołączony bezpośrednio do linii PB8 i PB9 mikrokontrolera.