|
本章，主要向大家簡要介紹我們的實驗平臺：ALIENTEK戰艦STM32開發板。通過本章的學習，你將對我們后面使用的實驗平臺有個大概了解，為后面的學習做鋪墊。 本章將分為如下兩節： 1.1，ALIENTEK戰艦STM32開發板資源初探; 1.2，ALIENTEK戰艦STM32開發板資源說明; 1.1 ALIENTEK戰艦STM32開發板資源初探 在ALIENTEK 戰艦STM32開發板之前，ALIENTEK推出過MiniSTM32開發板，在兩年的時間里面，售出8000多套，連續一年多穩居淘寶STM32開發板銷量之首。而這款戰艦STM32開發板，則是MiniSTM32開發板的超級加強版。下面我們開始介紹戰艦STM32開發板。 ALIENTEK戰艦STM32開發板的資源圖如圖1.1.1所示： 圖1.1.1 戰艦STM32 開發板資源圖 從圖1.1.1可以看出，ALIENTEK戰艦STM32開發板，資源十分豐富，并把STM32F103的內部資源發揮到了極致，基本所有STM32F103的內部資源，都可以在此開發板上驗證，同時擴充豐富的接口和功能模塊，整個開發板顯得十分大氣。 開發板的外形尺寸為11.2cm*15.6cm大小，板子的設計充分考慮了人性化設計，并結合廣大客戶對Mini板提出的改進意見，經過反復修改(在面市之前，硬件就改版了8次之多,目前最新版本為V2.0)，最終確了定這樣的設計。 ALIENTEK戰艦STM32開發板板載資源如下： CPU：STM32F103ZET6，LQFP144，FLASH：512K，SRAM：64K; 外擴SRAM：IS62WV51216，1M字節 外擴SPI FLASH：W25Q64，8M字節 1個電源指示燈(藍色) 2個狀態指示燈(DS0：紅色，DS1：綠色) 1個紅外接收頭，并配備一款小巧的紅外遙控器 1個 EEPROM芯片，24C02，容量256字節 1個重力加速度傳感器芯片，ADXL345 1個高性能音頻編解碼芯片，VS1053 1個FM立體聲收發芯片，RDA5820 1個2.4G無線模塊接口(NRF24L01) 1路CAN接口，采用TJA1050芯片 1路485接口，采用SP3485芯片 1路RS232(串口)接口，采用SP3232芯片 1個PS/2接口，可外接鼠標、鍵盤 1個游戲手柄接口，可以直接插FC(紅白機)游戲手柄 1路數字溫濕度傳感器接口，支持DS18B20 /DHT11等 1個標準的2.4/2.8/3.5寸LCD接口，支持觸摸屏 1個攝像頭模塊接口 2個OLED模塊接口 1個USB串口，可用于程序下載和代碼調試(USMART調試) 1個USB SLAVE接口，用于USB通信 1個有源蜂鳴器 1個FM收發天線接口，并配天線 1個RS232/RS485選擇接口 1個CAN/USB選擇接口 1個串口選擇接口 1個SD卡接口(在板子背面，支持SPI/SDIO) 1個SD卡/網絡模塊選擇接口 1個標準的JTAG/SWD調試下載口 1個VS1053的IIS輸出接口 1個MIC/LINE IN選擇接口 1個錄音頭(MIC/咪頭) 1路立體聲音頻輸出接口 1路立體聲錄音輸入接口 1組多功能端口(DAC/ADC/PWM DAC/AUDIO IN/TPAD) 1組5V電源供應/接入口 1組3.3V電源供應/接入口 1個參考電壓設置接口 1個直流電源輸入接口(輸入電壓范圍：6~16V) 1個啟動模式選擇配置接口 1個RTC后備電池座，并帶電池 1個復位按鈕，可用于復位MCU和LCD 4個功能按鈕，其中WK_UP兼具喚醒功能 1個電容觸摸按鍵 1個電源開關，控制整個板的電源 獨創的一鍵下載功能 除晶振占用的IO口外，其余所有IO口全部引出 ALIENTEK戰艦STM32開發板的特點包括： 1) 接口豐富。板子提供十來種標準接口，可以方便的進行各種外設的實驗和開發。 2) 設計靈活。板上很多資源都可以靈活配置，以滿足不同條件下的使用。我們引出了除晶振占用的IO口外的所有IO口，可以極大的方便大家擴展及使用。另外板載一鍵下載功能，可避免頻繁設置B0、B1的麻煩，僅通過1根USB線即可實現STM32的開發。 3) 資源充足。外擴1M字節SRAM和8M字節FLASH，滿足大內存需求和大數據存儲。板載MP3和FM收發芯片，娛樂學習兩不誤。板載3D加速度傳感器和各種接口芯片，滿足各種應用需求。 4) 人性化設計。各個接口都有絲印標注，使用起來一目了然;接口位置設計安排合理，方便順手。資源搭配合理，物盡其用。 1.2 ALIENTEK戰艦STM32開發板資源說明 資源說明部分，我們將分為兩個部分說明：硬件資源說明和軟件資源說明。 1.2.1硬件資源說明 這里我們首先詳細介紹戰艦STM32開發板的各個部分(圖1.1.1中的標注部分)的硬件資源，我們將按逆時針的順序依次介紹。 W25Q64 64M FALSH 這是開發板外擴的SPI FLASH芯片，容量為64Mbit，也就是8M字節，可用于存儲字庫和其他用戶數據，滿足大容量數據存儲要求。當然如果覺得8M字節還不夠用，你可以把數據存放在外部SD卡。 IS62WV51216 8M SRAM 這是開發板外擴的SRAM芯片，容量為8M位，也就是1M字節，這樣，對大內存需求的應用(比如GUI)，就可以很好的實現了。 SD卡/網絡模塊接口選擇接口 這里是一個由3拍排針(在板上標號[下同]為：P10、P11和P12)組成的復合接口，當不用網絡模塊的時候，這個組合就變成了SD卡的接口選擇接口，可以通過跳線帽選擇SDIO/SPI(我們默認是設置在SPI接口的)。但是，如果需要網絡模塊(網絡模塊接P12)，那么SD卡就只能用SDIO模式了。 4. 引出IO口 這里是一組54個IO口的引出(P5)，在它的右側不遠，是另外一組54個IO口的引出(P4)，這兩組排針引出108個IO，而STM32F103ZET6總共只有112個IO，除去RTC晶振占用的2個IO，還剩下PA9和PA10沒有在這里引出(由P6引出)。 CAN/USB選擇接口 這是一個USB/CAN的選擇接口(P13)，因為STM32的USB和CAN是共用一組IO(PA11和PA12)，所以我們通過跳線帽來選擇不同的功能，以實現USB/CAN的實驗。 JTAG/SWD接口 這是ALIENTEK戰艦STM32開發板板載的20針標準JTAG調試口(JTAG)，該JTAG口直接可以和ULINK、JLINK或者STLINK等調試器(仿真器)連接，同時由于STM32支持SWD調試，這個JTAG口也可以用SWD模式來連接。 用標準的JTAG調試，需要占用5個IO口，有些時候，可能造成IO口不夠用，而用SWD則只需要2個IO口，大大節約了IO數量，但他們達到的效果是一樣的，所以我們強烈建議你的仿真器使用SWD模式! USB串口/串口1 這是USB串口同STM32F103ZET6的串口1進行連接的接口(P6)，標號RXD和TXD是USB轉串口的2個數據口(對CH340G來說)，而PA9(TXD)和PA10(RXD)則是STM32的串口1的兩個數據口(復用功能下)。他們通過跳線帽對接，就可以和連接在一起了，從而實現STM32的程序下載以及串口通信。 設計成USB串口，是出于現在電腦上串口正在消失，尤其是筆記本，幾乎清一色的沒有串口。所以板載了USB串口可以方便大家下載代碼和調試。而在板子上并沒有直接連接在一起，則是出于使用方便的考慮。這樣設計，你可以把ALIENTEK戰艦STM32開發板當成一個USB串口，來和其他板子通信，而其他板子的串口，也可以方便地接到ALIENTEK戰艦STM32開發板上。 STM32F103ZET6 這是開發板的核心芯片(U5)，型號為：STM32F103ZET6。該芯片具有64KB SRAM、512KB FLASH、2個基本定時器、4個通用定時器、2個高級定時器、2個DMA控制器(共12個通道)、3個SPI、2個IIC、5個串口、1個USB、1個CAN、3個12位ADC、1個12位DAC、1個SDIO接口、1個FSMC接口以及112個通用IO口。 STM32 USB口 這是開發板板載的一個MiniUSB頭(USB)，用于STM32與電腦的USB通訊，通過此MiniUSB頭，開發板就可以和電腦進行USB通信了。開發板總共板載了2個MiniUSB頭，一個用于USB轉串口，連接CH340G芯片;另外一個用于STM32內帶的USB。 同時開發板可以通過此MiniUSB頭供電，板載兩個MiniUSB頭(不共用)，主要是考慮了使用的方便性，以及可以給板子提供更大的電流(兩個USB都接上)這兩個因素。 10. 后備電池接口 這是STM32后備區域的供電接口，可以用來給STM32的后備區域提供能量，在外部電源斷電的時候，維持后備區域數據的存儲，以及RTC的運行。 USB轉串口 這是開發板板載的另外一個MiniUSB頭(USB_232)，用于USB連接CH340G芯片，從而實現USB轉串口。同時，此MiniUSB接頭也是開發板電源的主要提供口。 OLED/攝像頭模塊接口 這是開發板板載的一個OLED/攝像頭模塊接口(P8)，如果是OLED模塊，靠左插即可(右邊兩個孔位懸空)。如果是攝像頭模塊(ALIENTEK提供)，則剛好插滿。通過這個接口，可以分別連接2個外部模塊，從而實現相關實驗。 13. 有源蜂鳴器 這是開發板的板載蜂鳴器(BEEP)，可以實現簡單的報警/鬧鈴。讓開發板可以聽得見。 14. 紅外接收頭 這是開發板的紅外接收頭(U14)，可以實現紅外遙控功能，通過這個接收頭，可以接受市面常見的各種遙控器的紅外信號，大家甚至可以自己實現萬能紅外解碼。當然，如果應用得當，該接收頭也可以用來傳輸數據。 戰艦STM32開發板給大家配備了一個小巧的紅外遙控器，該遙控器外觀如圖1.2.1.1所示： 圖 1.2.1.1 紅外遙控器 DS18B20/DHT11接口 這是開發板的一個復用接口(U13)，該接口由4個鍍金排孔組成，可以用來接DS18B20/DS1820等數字溫度傳感器。也可以用來接DHT11這樣的數字溫濕度傳感器。實現一個接口，2個功能。不用的時候，大家可以拆下上面的傳感器，放到其他地方去用，使用上是十分方便靈活的。 2個LED燈 這是開發板板載的兩個LED燈(DS0和DS1)，DS0是紅色的，DS1是綠色的，主要是方便大家識別。這里提醒大家不要停留在51跑馬燈的思維，搞這么多燈，除了浪費IO口，實在是想不出其他什么優點。 我們一般的應用2個LED足夠了，在調試代碼的時候，使用LED來指示程序狀態，是非常不錯的一個輔助調試方法。戰艦STM32開發板幾乎每個實例都使用了LED來指示程序的運行狀態。 3. 啟動選擇端口 這是開發板板載的啟動模式選擇端口(BOOT)，STM32有BOOT0(B0)和BOOT1(B1)兩個啟動選擇引腳，用于選擇復位后STM32的啟動模式，作為開發板，這兩個是必須的。在開發板上，我們通過跳線帽選擇STM32的啟動模式。關于啟動模式的說明，請看2.1.8小節。 4. 復位按鈕 這是開發板板載的復位按鍵(RESET)，用于復位STM32，還具有復位液晶的功能，因為液晶模塊的復位引腳和STM32的復位引腳是連接在一起的，當按下該鍵的時候，STM32和液晶一并被復位。 5. 參考電壓選擇端口 這是STM32的參考電壓選擇端口(P7)，我們默認是接開發板的3.3V和GND。如果大家想設置其他參考電壓，只需要把你的參考電壓源接到REF-和REF+上即可。 WK_UP及3個普通按鈕 這是開發板板載的4個機械式輸入按鍵(KEY0、KEY1、KEY2和WK_UP)，其中WK_UP具有喚醒功能，該按鍵連接到STM32的WAKE_UP(PA0)引腳，可用于待機模式下的喚醒，在不使用喚醒功能的時候，也可以做為普通按鍵輸入使用。 其他3個是普通按鍵，可以用于人機交互的輸入，這3個按鍵是直接連接在STM32的IO口上的。這里注意WK_UP是高電平有效，而KEY0、KEY1和KEY2是低電平有效，大家在使用的時候留意一下。 7. 觸摸按鈕 這是開發板板載的一個電容觸摸輸入按鍵(TPAD)，用于實現觸摸按鍵。現在觸摸按鍵非常流行，所以我們在開發板上也設計了一個，咱得跟上時代的步伐。 8. 電源指示燈 這是開發板板載的一顆藍色的LED燈(PWR)，用于指示電源狀態。在電源開啟的時候(通過板上的電源開關控制)，該燈會亮，否則不亮。通過這個LED，可以判斷開發板的上電情況。 9. 多功能端口 這里大家可別小看這6個排針，這可是本開發板設計的很巧妙的一個端口(由P3和P14組成)，這組端口通過組合可以實現的功能有：ADC采集、DAC輸出、PWM DAC輸出、外部音頻輸入、電容觸摸按鍵、DAC音頻、PWM DAC音頻、DAC ADC自測等，所有這些，你只需要1個跳線帽的設置，就可以逐一實現。 MIC(咪頭) 這是開發板的板載錄音輸入口(MIC)，該咪頭直接接到VS1053的輸入上，可以用來實現錄音功能。 11. 錄音輸入接口 這 是開發板板載的外部錄音輸入接口(LINE_IN),通過咪頭我們只能實現單聲道的錄音，而通過這個LINE_IN，我們可以實現立體聲錄音。 MIC選擇口 這是開發板板載錄音的接入選擇口(P2)，如果使用LINE_IN錄音的時候，我們把P2斷開，以排除來自咪頭的干擾信號，從而可以更好的立體聲錄音。而使用咪頭錄音的時候，我們短接P2即可。 13. 耳機輸出接口 這是開發板板載的音頻輸出接口(PHONE)，戰艦STM32開發板有多個音頻輸出(VS1053/收音機/PWM DAC等)，通過74HC4052實現音頻選擇，輸入到TDA1308，再輸出到該音頻輸出口，實現開發板的音頻輸出。 VS1053 IIS輸出口 這是VS1053的IIS輸出接口(P1)，該接口可以用來連接外部DAC，實現更好的音質輸出。其實我覺得VS1053本身的音頻DAC已經很好了。這個接口適合發燒友使用。 5V電源輸入/輸出 這是開發板板載的一組5V電源輸入輸出排針(2*3)(VOUT2)，用于給外部提供5V的電源，也可以用于從外部取5V的電源給板子供電。 大家在實驗的時候可能經常會為沒有5V電源而苦惱不已，有了ALIENTEK戰艦STM32開發板，你就可以很方便的擁有一個簡單的5V電源(最大電流不能超過500ma)。 3.3V電源輸入/輸出 這是開發板板載的一組3.3V電源輸入輸出排針(2*3)(VOUT1)，該排針用于給外部提供3.3V的電源，也可以用于從外部取3.3V的電源給板子供電。 同樣大家在實驗的時候可能經常會為沒有3.3V電源而苦惱不已，ALIENTEK充分考慮到了大家需求，有了這組3.3V排針，你就可以很方便的擁有一個簡單的3.3V電源(最大電流不能超過500ma)。 ADXL345加速度傳感器 這是開發板板載的一個3軸加速度傳感器(U11)，ADXL345分辨率高(13位)，測量范圍大(±16g)，可以通過SPI/IIC訪問，戰艦開發板采用IIC訪問它。有了這個，大家就可以實現一些比較有意思的應用(比如測量傾角等) 18. 電源開關 這是開發板板載的電源開關(K1)。該開關用于控制整個開發板的供電，如果切斷，則整個開發板都將斷電，電源指示燈(PWR)會隨著此開關的狀態而亮滅。 DC6~16V電源輸入 這是開發板板載的一個外部電源輸入口(DC_IN)，采用標準的直流電源插座。開發板板載了DC-DC芯片(MP2359)，用于給開發板提供高效、穩定的5V電源。由于采用了DC-DC芯片，所以開發板的供電范圍十分寬，大家可以很方便的找到合適的的電源(只要輸出范圍在DC6~16V的基本都可以)來給開發板供電。特別注意：如果你使用的是戰艦V2.0以前的版本，輸入電壓建議不要超過9V!切記不能超過12V!戰艦V2.0及以后的版本才支持DC6~16V的寬輸入范圍。 FM收發天線接口 這個是開發板板載FM收發芯片的天線接口(ANT)，同時我們安裝有天線在這個上面。通過這個天線，可以很好的實現FM收音和FM發射。 RS485總線接口 這是開發板板載的RS485總線接口(RS485)，通過3個端口和外部485設備連接。一 般情況下，只需要連接2個端口即可，即A和B，并不需要連接GND。這里提醒大家，RS485通信的時候，必須A接A，B接B。否則可能通信不正常! RS232/485選擇接口 這是開發板板載的RS232/485選擇接口(P9)，因為RS485基本上就是一個半雙工的串口，為了節約IO，我們把RS232和RS485共用一個串口，通過P9來設置當前是使用RS232還是RS485。當然，這樣的設計還有一個好處。就是我們的開發板既可以充當RS232到TTL串口的轉換，又可以充當RS485到TTL485的轉換。(注意，這里的TTL高電平是3.3V) RS232接口 這是開發板板載的RS232接口(COM)，通過一個標準的DB9母頭和外部的串口連接。通過這個接口，我們可以連接帶有串口的電腦或者其他設備，實現串口通信。 24C02 EEPROM 這是開發板板載的EEPROM芯片(U15)，容量為2Kb，也就是256字節。用于存儲一些掉電不能丟失的重要數據，比如系統設置的一些參數/觸摸屏校準數據等。有了這個就可以方便的實現掉電數據保存。 PS/2鼠標/鍵盤接口 這是開發板板載的一個標準PS/2母頭(PS/2)，用于連接電腦鼠標和鍵盤等PS/2設備。 通過PS/2口，我們僅僅需要2個IO口，就可以擴展一個鍵盤，所以大家不必要對板上只有4個按鍵而感到擔憂。ALIENTEK提供了標準的鼠標驅動例程，方便大家學習PS/2協議。 26. 游戲手柄接口 這是開發板板載的一個9針游戲手柄接口(JOY_PAD)，可以用來連接FC手柄(紅白機/小霸王游戲機手柄)，這樣大家可以在開發板上編寫游戲程序，直接通過手柄玩游戲了。我們的綜合實驗提供有一個簡單的NES模擬器，大家可以直接從網上下載nes游戲，放到開發板上玩。 LCD/OLED模塊接口 這是戰艦STM32開發板的又一個特色設計，一個接口，兼容多種模塊。如果是OLED模塊，請靠左側插。如果是LCD模塊，則靠右側插。OLED模塊支持ALIENTEK的單色/雙色OLED模塊。LCD模塊則支持ALIENTEK的2.4/2.8/3.5寸LCD模塊，并且支持觸摸屏功能。 CAN總線接口 這是開發板板載的CAN總線接口(CAN)，通過3個端口和外部CAN總線連接。一般情況下，只需要連接2個端口即可，即CANH和CANL，并不需要連接GND。這里提醒大家，CAN通信的時候，必須CANH接CANH，CANL接CANL。否則可能通信不正常! NRF24L01模塊接口 這是開發板板載的NRF24L01模塊接口(U7)，只要插入模塊，我們便可以實現無線通信，從而使得我們板子具備了無線功能，但是這里需要2個模塊和2個開發板同時工作才可以。如果只有1個開發板或1個模塊，是沒法實現無線通信的。 1.2.2軟件資源說明 上面我們詳細介紹了ALIENTEK戰艦STM32開發板的硬件資源。接下來，我們將向大家簡要介紹一下戰艦STM32開發板的軟件資源。 戰艦STM32開發板提供的標準例程多達57個，一般的STM32開發板僅提供庫函數代碼，而我們則提供寄存器和庫函數兩個版本的代碼(本指南以寄存器版本作為介紹)。我們提供的這些例程，基本都是原創，擁有非常詳細的注釋，代碼風格統一、循序漸進，非常適合初學者入門。而其他開發板的例程，大都是來自ST庫函數的直接修改，注釋也比較少，對初學者來說不那么容易入門。 戰艦STM32開發板的例程列表如表1.2.2.1所示： 表1.2.2.1 ALIENTEK戰艦STM32開發板例程表 從上表可以看出，ALIENTEK戰艦STM32開發板的例程基本上涵蓋了STM32F103ZET6的所有內部資源，并且外擴展了很多有價值的例程，比如：FLASH模擬EEPROM實驗、IAP實驗、拼音輸入法實驗、手寫識別實驗、綜合實驗等。 而且從上表可以看出，例程安排是循序漸進的，首先從最基礎的跑馬燈開始，然后一步步深入，從簡單到復雜，有利于大家的學習和掌握。所以，ALIENTEK戰艦STM32開發板是非常適合初學者的。當然，對于想深入了解STM32內部資源的朋友，ALIENTEK戰艦STM32開發板也絕對是一個不錯的選擇。 這里特別說明一下戰艦系統綜合實驗，這個實驗使得ALIENTEK戰艦STM32開發板更像一個產品，而不單單是一個開發板了，它擁有目前市面上所有開發板中最復雜，最強大的功能，可玩性極高，它的實現，充分向大家展示了ALIENTEK戰艦開發板的優勢，同時也證明了STM32的強悍性能。解決了一部分人，STM32能干啥的顧慮。 |
