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開(kāi)發(fā)說(shuō)明： ST最新推出了Cortex-M4內(nèi)核的MCU，作為STM32F103系列的升級(jí)產(chǎn)品，其內(nèi)核由Cortex-M3升級(jí)到Cortex-M4，并增加了浮點(diǎn)運(yùn)算單元，豐富了外設(shè)接口，非常適合IoT的嵌入式開(kāi)發(fā)。目前市場(chǎng)上針對(duì)Cortex-M4內(nèi)核的開(kāi)發(fā)板還很少，幾乎都是ST推出的開(kāi)發(fā)套件。根據(jù)發(fā)起者在實(shí)際項(xiàng)目中遇到的問(wèn)題及考慮到電子愛(ài)好者的需求，發(fā)起者希望開(kāi)發(fā)一款基于Cortex-M4內(nèi)核的，具有高性價(jià)比、靈活易用的開(kāi)發(fā)板，并將其作為開(kāi)源硬件，分享給電子愛(ài)好者�；谶@個(gè)想法，促成了本次的項(xiàng)目眾籌。 項(xiàng)目背景介紹 STM32F302CBT6是一款基于Cortex-M4內(nèi)核的MCU，采用QFP48封裝，小巧而功能強(qiáng)大，非常適合IoT的嵌入式開(kāi)發(fā)。STM32F302CBT6與其相關(guān)芯片的對(duì)比如下： 1. 相同封裝形式芯片對(duì)比： F30X系列相對(duì)于F103系列內(nèi)核由M3升級(jí)到M4，并增加了浮點(diǎn)運(yùn)算單元。而且更針對(duì)于IoT應(yīng)用，在48 PIN小封裝上集成了DAC、運(yùn)算放大器和比較器，更適合于高性價(jià)比和小形化的IoT和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用。并且F302與F303只是在內(nèi)存和接口的通道數(shù)量上有差別，F(xiàn)303所具有的功能模塊，F(xiàn)302上都包含了，因此，F(xiàn)302的程序開(kāi)發(fā)，可以兼容F303，是一款極具性價(jià)比的產(chǎn)品。
2. 不同封裝形式芯片對(duì)比： F302C系列相對(duì)于F103R系列內(nèi)核由M3升級(jí)到M4，并增加了浮點(diǎn)運(yùn)算單元。并且包含了R系列所有的外設(shè)，同時(shí)增加了模擬信號(hào)處理所需要的運(yùn)算放大器和比較器，而不像F103C和F103R之間，將外設(shè)進(jìn)行了刪減。并且F302C系列與F30XR系列，也只是因?yàn)楣苣_數(shù)不同，在外設(shè)接口數(shù)量上有所差別，R系列所包含的外設(shè)，在C系列上都包含，由F302C上開(kāi)發(fā)的程序，可以很好的移植到F302R系列上。而QFP48的封裝，相對(duì)于QFP64的封裝，體積更小，性價(jià)比更高。因此說(shuō)，STM32F302C系列是一款體積小巧、功能強(qiáng)大、極具性價(jià)比的產(chǎn)品。 番茄STM32F302CBT6開(kāi)發(fā)板基于STM32F302CBT6、針對(duì)IoT嵌入式而設(shè)計(jì)，是一款功能強(qiáng)大，又極具性價(jià)比的開(kāi)發(fā)板。板載功能盡量做到常用、精簡(jiǎn)。板載接口充分考慮接口的可擴(kuò)展性，將MCU的IO全部引出，并精心設(shè)計(jì)，做到接口的可擴(kuò)展性、兼容性和可重用性，使開(kāi)發(fā)者非常容易基于此開(kāi)發(fā)板擴(kuò)展其它功能模塊并且避免因擴(kuò)展功能而大量使用杜邦線等飛線產(chǎn)生的問(wèn)題。 番茄STM32F302CBT6開(kāi)發(fā)板板載功能介紹 1. 板載Micro USB接口，通過(guò)Micro USB接口為開(kāi)發(fā)板供電，并可實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的USB通信，如果不需要USB通信時(shí)，也用使用移動(dòng)電源的USB口為開(kāi)發(fā)板供電，使得開(kāi)發(fā)板更加靈活便攜； 2. 板載5V、3.3V電源輸出，可提供擴(kuò)展功能的供電； 3. 板載2個(gè)按鍵，可實(shí)現(xiàn)常用的按鍵輸入控制； 4. 板載1個(gè)LED電源指示和1個(gè)受GPIO控制的LED，可方便程序調(diào)試與輸出操作的指示。 5. 板載RTC時(shí)鐘電路，可實(shí)現(xiàn)低功耗實(shí)時(shí)操作； 6. 支持SWD調(diào)試接口。為實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)板的小巧及盡量少的占用IO資源，本開(kāi)發(fā)板采用SWD調(diào)試接口而摒棄JTAG調(diào)試接口（并針對(duì)SWD接口，專門設(shè)計(jì)了精美的JTAG轉(zhuǎn)SWD轉(zhuǎn)接口，兼容所有主流仿真器，可裝配于仿真器上，免去杜邦線跳線的麻煩及接口接錯(cuò)導(dǎo)致板卡損壞的風(fēng)險(xiǎn)）； 7. 支持0.96' OLED顯示接口（模塊選配）�；贠LED小巧、無(wú)需要背光，可以更薄等優(yōu)點(diǎn)，本開(kāi)發(fā)板摒棄價(jià)格昂貴、體積龐大的觸摸屏，采用0.96’ OLED屏實(shí)現(xiàn)輸出顯示，從而使整個(gè)開(kāi)發(fā)板體積更小，性價(jià)比更高，更適合于IoT應(yīng)用。而針對(duì)觸摸屏應(yīng)用，開(kāi)發(fā)者可根據(jù)需要，通過(guò)擴(kuò)展接口實(shí)現(xiàn)。 8. 支持高精度模擬基準(zhǔn)，特別適用于高精度ADC與DAC數(shù)據(jù)采集應(yīng)用（選配）。板載的12 bit ADC和DAC，非常適合于IoT應(yīng)用中的傳感器數(shù)據(jù)采集與控制，而對(duì)于12 bit的ADC和DAC，數(shù)據(jù)采集的精度已經(jīng)不在于ADC和DAC的位數(shù)，而在于ADC和DAC的參考電壓的精度。本開(kāi)發(fā)板專門針對(duì)此應(yīng)用，設(shè)計(jì)了高精度模擬基準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)高精度的ADC和DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集。 9. 更具人性化的可擴(kuò)展接口。為實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)板的小巧、精美，提高性價(jià)比，又不失STM32F302CBT6強(qiáng)大的功能，本開(kāi)發(fā)板盡量精簡(jiǎn)板載功能，并設(shè)計(jì)了更具人性化的可擴(kuò)展接口，將全部IO引出，方便開(kāi)發(fā)者擴(kuò)展其它功能模塊，發(fā)揮STM32F302CBT6的強(qiáng)大功能。市面上通用的開(kāi)發(fā)板，接口設(shè)計(jì)考慮多一些的是兼容Arduino標(biāo)準(zhǔn)接口，而其它的開(kāi)發(fā)板則是直接將IO口全部引出，并將電源、地單獨(dú)引出。這樣在擴(kuò)展其它模塊時(shí)，則只能采用杜邦線跳線的方式與其它模塊連接通信，既容易產(chǎn)生杜邦線跳線錯(cuò)誤，又容易在調(diào)試時(shí)不小心拖拽到，不利于調(diào)試和接口擴(kuò)展，并且使模塊擴(kuò)展顯得笨重、不夠美觀。 本開(kāi)發(fā)板充分考慮了接口的可擴(kuò)展性，設(shè)計(jì)了一套可擴(kuò)展接口。如圖1所示。
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開(kāi)發(fā)板布局圖
2017-11-3 10:42 上傳
圖1 開(kāi)發(fā)板布局圖 9.1 將所有IO口全部引出，并分別用排針和排母引出，排母引出用于接口擴(kuò)展，排針引出方便開(kāi)發(fā)調(diào)試時(shí)測(cè)量監(jiān)測(cè)。如圖2所示，用并排的排針和排母將PA0和PA8分別引出，排母用于接口擴(kuò)展，排針用于調(diào)試測(cè)量。所有PA口與PB口都采用這種方式引出。
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管腳圖
2017-11-3 10:43 上傳
圖2 IO口引出同時(shí)采用排針和排母 9.2 將電源、地與IO口布置在一起，方便各種供電接口。如圖3所示。將5V電源、地和3.3V電源地分別按照不同順序與IO口布置在一起，可將擴(kuò)展功能板直接插入擴(kuò)展接口上，無(wú)需杜邦線跳線。
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供電
2017-11-3 10:44 上傳
圖3 供電與IO同時(shí)布置，方便擴(kuò)展功能直接插入開(kāi)發(fā)板 9.3 可實(shí)現(xiàn)各種不能協(xié)議接口外設(shè)的接口擴(kuò)展。如圖4所示，可實(shí)現(xiàn)硬件SPI、硬件I2C、USART等各種接口的擴(kuò)展。
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擴(kuò)展接口
2017-11-3 10:44 上傳
圖4 方便的硬件外設(shè)通信接口擴(kuò)展 9.4 多模塊共用時(shí)，IO口重分配的接口擴(kuò)展。當(dāng)在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)，采用多模塊同時(shí)工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況：模塊A采用5V、GND、PA0和PA1進(jìn)行通信，在開(kāi)發(fā)模塊B時(shí)，模塊B需要用到PA0口作為ADC使用，而這時(shí)還想同時(shí)使用模塊A，這時(shí)就存在接口沖突的情況。此時(shí)，只要將作為IO口通信用的模塊A旋轉(zhuǎn)180度，插入對(duì)角接口上，并將相應(yīng)程序中的PA0改為PB0，PA1改為PB1，即可實(shí)現(xiàn)模塊A的通信，電源、地完全兼容。如圖5所示。
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接口易用性
2017-11-3 10:45 上傳
圖5 將模塊旋轉(zhuǎn)180度對(duì)角位置，IO定義調(diào)整，供電完全兼容 關(guān)于接口擴(kuò)展的基本規(guī)律，概述如上4點(diǎn)。具體使用哪些接口可實(shí)現(xiàn)便捷的功能擴(kuò)展，開(kāi)發(fā)者可根據(jù)自己的開(kāi)發(fā)情況，發(fā)現(xiàn)更多接口使用方案。 10. 附帶的JTAG轉(zhuǎn)SWD轉(zhuǎn)接口，兼容所有主流仿真器，可裝配于仿真器上，免去杜邦線跳線的麻煩及接口接錯(cuò)導(dǎo)致板卡損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
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JTAG轉(zhuǎn)SWD接口
2017-11-3 10:45 上傳
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仿真調(diào)試
2017-11-3 10:46 上傳
圖6 用JTAG轉(zhuǎn)SWD轉(zhuǎn)接口仿真調(diào)試 開(kāi)發(fā)者獨(dú)創(chuàng)聲明： 番茄STM32F302CBT6開(kāi)發(fā)板的板載擴(kuò)展接口方式，為開(kāi)發(fā)者獨(dú)創(chuàng)，本著開(kāi)源硬件的精神，開(kāi)發(fā)者將其作為一種開(kāi)源硬件，任何組織或個(gè)人，可無(wú)償使用此接口定義方式，并請(qǐng)?jiān)谑褂脮r(shí)注明其采用番茄開(kāi)發(fā)板接口形式，并不得將此作為獨(dú)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行保護(hù)。考慮到盡量精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板功能并使開(kāi)發(fā)板小巧，本擴(kuò)展接口采用8個(gè)IO口插入一組電源地的形式，實(shí)際中，也可以采用2個(gè)或4個(gè)IO口插入一組電源地的形式，并且可由PA、PB口擴(kuò)展到PC、PD等其它更多的IO口，或由左、右布局改為上、下、左、右布局，以上所述同屬本接口定義方式。（如果此擴(kuò)展接口方式，在開(kāi)發(fā)者之前已有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系開(kāi)發(fā)者。） 聯(lián)系人及聯(lián)系方式： 微信號(hào)或QQ號(hào)：27615211
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