Отладочные платы семейства DISCOVERY компании STMicroelectronics. Обзор
STM-Discovery: Через тернии — к звёздам.
Огромная номенклатура активных электронных компонентов, выпускаемых мировыми производителями, требует сегодня наличия широкого спектра оценочных и отладочных средств, необходимых для быстрого принятия решений о возможности применения в проекте того или иного компонента. Из-за высокой конкуренции на рынке современной электроники любая задержка с таким выбором может привести к потере временных и материальных ресурсов. Особое положение в этом вопросе занимают такие компоненты, как микроконтроллеры (МК). Быстро разобраться с многочисленными семействами, их возможностями и, главное, на практике убедиться в оптимальности сделанного выбора сегодня практически невозможно без применения оценочных и отладочных плат.
В этом обзоре будут рассмотрены отладочные средства одного из самых ярких разработчиков и производителей микроконтроллеров — компании ST Microelectronics (STM).
Рис. 1. Микроконтроллерная продукция ST Microelectronics
Вначале рассмотрим отладочные платы семейства discovery для 8-битных микроконтроллеров.
Микроконтроллеры STM8 до сих пор востребованы на рынке современной электроники. Они широко применяются там, где необходимы простые бюджетные, и вместе с тем, гибкие и эффективные решения. Отладочные платы семейства Discovery (см.
Отладочные платы STM8X(XX)-Discovery имеют ряд общих особенностей. Все выводы микроконтроллеров доступны на специально установленных разъемах. Сами микроконтроллеры имеют корпуса LQFP48 (STM8S и STM8L) и LQFP32 (STM8SVL). На каждой плате установлены 1-2 пользовательских светодиода и кнопки, а также в каждое изделие встроен программатор/отладчик ST-Link с поддержкой интерфейса SWIM. ST-Link можно использовать для работы с внешними микроконтроллерами.
Платы подключаются к PC через интерфейс USB. Необходимое питание 5 В или 3.3 В. На плате STM8L-Discovery установлен 7-сегментый LCD в корпусе DIP28, а в отладках с STM8S и SM8SVL имеется монтажное поле, которое пользователь может применить для собственных приложений. Кроме того, на STM8S-Discovery установлена пользовательская сенсорная кнопка.
Таблица 1.
| № | Наименование | Микроконтроллер | Ядро | Flash, KB | RAM, KB | EEPROM,KB | Частота, MHz |
| 1. | STM8L-DISCOVERY | STM8L152C6T6 | STM8 | 32 | 2 | 1 | 16 |
| 2. | STM8S-DISCOVERY | STM8S105C6T6 | STM8 | 32 | 2 | 1 | 16 |
| 3. | STM8SVLDISCOVERY | STM8S003K3T6 | STM8 | 8 | 1 | 0,125 (128B) | 16 |
Для оценки возможностей 8-битных микроконтроллеров STM8AF и STM8AL для автомобильных приложений компания ST Microelectronics выпускает комплект STM8A-Discovery, полное описание которого можно найти на сайте производителя.
Отладочные платы семейства discovery для 32-битных микроконтроллеров
STM32 Discovery – это недорогое комплексное решение для оценки выдающихся возможностей 32-разрядных микроконтроллеров с ARM Cortex-Mx STM32. Все отладочные платы имеют необходимую инфраструктуру, позволяющую демонстрировать специфические характеристики устройств, а HAL библиотека и комплекс программных примеров позволяют воспользоваться всеми преимуществами изделий.
Разъемы расширения, установленные на платах, открывают доступ к большинству выводов I/O микроконтроллера и делают возможным функциональное расширение за счет подключения дополнительных плат.
Рис. 2. Отладочные платы семейства discovery
В Таблице 2 приведены основные параметры микроконтроллеров, на основе которых выпускаются соответствующие отладочные платы семейства STM32 Discovery, а также особенности некоторых плат этого семейства. По ссылкам можно легко перейти как к описанию самой отладочной платы, так и к подробному описанию установленного на ней микроконтроллера.
Таблица 2.
| № | Наименование отладочной платы | МК | ARM ядро | Flash, кБ | SRAM, кБ | Fmax, МГц | Особенности |
| 1 | STM32F0308-DISCO | STM32F030R8T6 | | 64 | 8 | 48 | — |
| 2 | STM32F072B-DISCO | STM32F072RBT6 | Cortex-M0 | 128 | 16 | 48 | 3-осевой гироскоп L3GD20 |
| 3 | STM32F0DISCOVERY | STM32F051R8T6 | Cortex-M0 | 64 | 8 | 32 | — |
| 4 | STM32L0538-DISCO |
STM32L053C8T6 | Cortex-M0+ | 64 | 8 | 32 | 2. |
| 5 | STM32L100C-DISCO | STM32L100RCT6 | Cortex-M3 | 256 | 16 | 32 | — |
| 6 | STM32L152C-DISCO | STM32L152RBT6 | Cortex-M3 | 128 | 16 | | ЖКИ 24х4 сегмента |
| 7 | STM32VLDISCOVERY | STM32F100RBT6B | Cortex-M3 | 128 | 8 | 24 | — |
| 8 | STM32F3348-DISCO | STM32F334C8T6 | Cortex-M4 | 64 | 16 | 72 | — |
| 9 | STM32F411E-DISCO | STM32F411VET6 | Cortex-M4 | 512 |
128 | 100 | 3-осевой гироскоп L3GD20, 3-осевой акселерометр и магнитометр LSM303DLHC, всенаправленный микрофон MP45DT02 и аудио ЦАП с усилителем D-класса CS43L22 |
| 10 | STM32F429I-DISCO | STM32F429ZIT6 | Cortex-M4 | 2048 | 256 | 180 | 2. |
| 11 | STM32F469I-DISCO | STM32F469NIH6 | Cortex-M4 | 2048 | 384 | 180 | 4Mx32 бит SDRAM, 4″ 800×480 цветной TFT ЖКИ, 128 Мбит QSPI NOR Flash |
| 12 | STM32L476G-DISCO | STM32L476VGT6 | Cortex-M4 | 1024 | 128 | 80 | ЖКИ 24х4 сегмента, 128-Мбит QSPI Flash, аудио ЦАП с усилителем D-класса CS43L22, 3-осевой гироскоп L3GD203-осевой акселерометр и магнитометр LSM303C |
| 13 | STM32F3DISCOVERY | STM32F303VCT6 | Cortex-M4 | 256 | 48 | 72 | 3-осевой гироскоп L3GD20, 3-осевой акселерометр и магнитометр LSM303DLHC |
| 14 | STM32F4DISCOVERY | STM32F407VGT6 | Cortex-M4 | 1024 | 192 | 168 | всенаправленный микрофон MP45DT02 и аудио ЦАП с усилителем D-класса CS43L22, 3-осевой акселерометр LIS302DL |
| 15 | STM32F746G-DISCO | STM32F746NGH6 | Cortex-M7 | 1024 | 340 | 216 | 4. |
04” E-paper дисплей 172×72 пикселя
4″ QVGA TFT ЖКИ, 64 Мбит SDRAM, 3-осевой гироскоп L3GD20
3″ 480×272 цветной TFT ЖКИ, 128 Мбит Flash, 128 Мбит SDRAM, Ethernet, USB OTG HS, USB OTG FS, 2 цифровых микрофона MP34DT01TRЗаметим, что на каждой плате STM32 Discovery установлен программатор/отладчик ST-Link/V2 или ST-Link/V2-1, который также можно использовать в качестве отдельного программатора для внешних устройств. Все выводы микроконтроллера доступны на разъемах платы. Питание осуществляется через шину USB или от внешнего источника. На платах установлены: светодиоды – статусные (т.е. индицирующие состояние питания, обмена данными и т.д.) и пользовательские, кнопки сброса МК и для задач пользователя. Кроме того, на ряде плат имеются MЭMC датчики — акселерометры, гироскопы, микрофоны и др., а также средства визуализации, такие как TFT и E-Ink дисплеи, сегментные ЖКИ.
Используя многофункциональные выводы микроконтроллера, различное программное обеспечение, включая бесплатное, например, STM32Cube, HAL библиотеки и др., можно быстро оценить возможности того или иного микроконтроллера и эффективно провести разработку целевого приложения.
Семейство плат поддерживается многими широко известными интегрированными средами разработки – IAR Embedded Workbench, MDK-ARM (Keil), TrueStudio (Atollic) и др.
Обзор составил и подготовил
Шрага Александр,
[email protected]
Производители: ST Microelectronics
Разделы: Микроконтроллерные платы
Опубликовано: 19.02.2016
Отладочная плата STM32 Nucleo F411RE
Nucleo – это высокопроизводительная платформа на ARM-процессоре, поддерживающая популярную онлайн среду разработки mbed.
При помощи Nucleo можно разрабатывать устройства, для которых требуется высокая производительность или сложные математические вычисления. Эта платформа основана на 32-разрядном ARM-процессоре STM32F411RET6 с ядром Cortex-M4, работающим на частоте 100 МГц. В SoC входит 512 кБ Flash и 128 кБ SRAM-памяти.
Блок-схема процессора STM32F411RET6
Nucleo разработан и произведён швейцарской компанией STMicroelectronics — одним из ведущих производителей ARM-процессоров.
Вы сможете полноценно использовать цветные дисплеи, обрабатывать аудиопоток, управлять сложными роботами.
STM32 Nucleo, недорогая и легко расширяемая отладочная платформа для разработки с широким выбором специальных плат расширения, для всей линейки 32-х битных микроконтроллеров STM32 архитектуры ARM Cortex-M3 и Cortex-M4.
Отладочная плата STM32 Nucleo F411RE. Вид сверху
Отладочная плата STM32 Nucleo F411RE. Вид снизу
На плате располагается одна кнопка и один светодиод, доступные для программирования. Светодиод на плате обозначен меткой LD2 (Green LED), кнопка — B1 (USER).
Родным напряжением Nucleo является 3,3 В. Однако все входы и выходы толерантны к 5 В, поэтому вы можете подключать к платформе любые модули и шилды, расчитанные на 5 В.
Включенный светодиод LD2 (Green LED)
Процессор, на базе которого построена платформа, обладает большим набором периферии. Почти каждый пин может работать не только как цифровой вход или выход, но и иметь другие режимы: АЦП, SPI, I²C, PWM и т.
д. В дополнение на каждый пин может быть назначено прерывание.
16 высокоскоростных 12-разрядных АЦП позволяют оцифровывать сигналы частотой до 240 кГц. Три SPI-интерфейса работают на частоте 42 МГц, позволяя подключать по нему видеокамеры. I²C интерфейс, работающий на частоте до 1 МГц, легко осилит аудиомодуль. Наиболее востребованных UART-интерфейсов на плате целых три, два из них работают на скоростях до 10 500 000 бод, а третий — до 5 250 000 бод. В процессор также встроены часы реального времени и поддержка ИК-порта.
Для более быстрой передачи данных интегрирована поддержка DMA.
НА плате Nucleo F401RE размещены разъёмы, соответствующие Arduino Uno R3. Если вы уже работали с Arduino, то вам будет легко перейти на Nucleo: вы сможете использовать большинство шилдов и модулей, сделанных специально для Arduino. Помимо разъемом Arduino Uno R3 на плате размещен разъем ST morpho для полного доступа ко всем контактам ввода-вывода процессора STM32.
Подключение различных плат расширения функциональности как в Arduino
Плата платформы разделена на две части, отладчик/программатор ST-LINK и оценочная плата.
При желании пользователь может распилить плату что никак не повлияет на функциональность платформы.
Nucleo поддерживает разные среды разработки. Самой простой для освоения является онлайн среда разработки mbed. Вам не потребуется устанавливать её на компьютер: среда работает прямо из браузера. Компиляция проекта происходит удалённо, вам остаётся только прошить плату бинарным файлом, полученным от среды.
Прошивка платы тоже не представляет проблем: Nucleo определяется как «флешка», на которую вы просто копируете бинарный файл прошивки. Работает это во всех операционных системах, поддерживающих устройство USB Mass Storage: Windows, Linux, MacOS, FreeBSD, QNX и других.
Также, если вы пользуетесь средой mbed, то к вашему распоряжению библиотека классов для работы с периферией. Библиотека документирована и имеет очень простой интерфейс для пользования.
Если вы уже продвинутый разработчик и вам не подходит онлайн среда mbed, вы можете воспользоваться любой стандартной средой разработки для ARM-процессоров: Keil, IAR, GCC.
Помимо «родных» инструментов разработки существует платформа nanoFramework поддерживающая данную плату. В этом случае разработка ведется на языке C# в Microsoft Visual Studio, более подробно можно ознакомится в публикации .NET nanoFramework — платформа для разработки приложений на C# для микроконтроллеров.
- Ядро: Cortex-M4
- Рабочая частота: 100 МГц
- Разрядность: 32 бита
- Набор машинных инструкций: ARMv7E-M
- Производительность: 125 DMIPS
- Объём SRAM: 128 кБ
- Объём Flash: 512 кБ
- Разрядность АЦП: 12 бит
- Коммуникационные интерфейсы: 4×I2C, 4×USART, 5×SPI/I2S, USB 2.0 Host/Device/OTG
- Количество таймеров/счетчиков: 11, два сторожевых таймера, 6×16-разрядных таймеров, 2×32-разрядных таймера с входами захвата и выходами сравнения
- Дополнительные интерфейсы: интерфейс карт памяти SDIO
- Питание: USB VBUS или внешнее питание (3.3V, 5V, 7 — 12V)
- Расширение функциональности: возможность подключения плат расширения Arduino Uno Revision 3 и STMicroelectronics Morpho
- Разное: поддержка через USB виртуального COM-порта, внешнего накопителя и отладочного порта.
Дли питания может использоваться mini USB-разъём, контакт 5V (5 В) или Vin (7–12 В). Одновременное использование двух способов питания невозможно: источник необходимо выбрать перемычкой JP5. Для программирования и передачи данных вам понадобится mini USB-кабель.
Таблица интерфейсов
| Интерфейс | Контакты |
| UART_1 TX/RX | PB6/PB7 |
| UART_2 TX/RX | PA2/PA3 (ST-Link Virtual Port Com) |
| I2C1 SCL/SDA | PB8/PB9 (Arduino I2C) |
| I2C2 SCL/SDA | PB10/PB11 |
| I2C3 SCL/SDA | PA8/PB4 |
| SPI1 CS/SCK/MISO/MOSI | PA4/PA5/PA6/PA7 (Arduino SPI) |
| I2S1 SCK/SD | PA5/PA7 (Arduino I2S) |
| USER_PB (BUTTON) | PC13 |
| LD2 (LED_GREEN) | PA5 |
Расположение элементов на плате. Вид сверху
Расположение элементов на плате.
Вид снизу
Контакты ввода-вывода Arduino и Morpho
Легенда к схемам
Контакты ввода-вывода Arduino
Контакты ввода-вывода Morpho
- STM32 Nucleo-64 development board with STM32F411RE MCU, supports Arduino and ST morpho connectivity — ST.com
- ST Nucleo F411RE — Zephyr Project Documentation
- NUCLEO-F411RE — ARM Mbed
- Обзор платформы для разработчиков ST Nucleo на примере Nucleo-F401RE — Habr.com
- STM32 Nucleo F401RE — Амперка
Как отладить STM32 с проектом Arduino и GDB?
× Не то, что вы ищете? Вы хотели вместо этого отладку USB/WiFi, трассировку и мониторинг производительности?
Часто задаваемые вопросы | Драйверы USB [Не нужны для Black Magic]
Большинство плат ST теперь доступны из коробки для отладки в vMicro.
MXChip AZ3166 — это микросхема STM32F4 со встроенным отладчиком STlink v2.
Конкретную информацию см. на странице MXCHIP
Интерфейс внешней отладки: SWD
Некоторые платы ST поставляются со встроенным в плату отладчиком, как в случае с платами Nucleo и Discovery, что устраняет необходимость во внешнем аппаратном отладчике.
Подключения встроенного отладчика
Если у вас есть Nucleo/Discovery или другая плата со встроенным отладчиком, убедитесь, что перемычки установлены правильно, чтобы включить его в руководстве пользователя.
По завершении никаких дополнительных подключений, кроме кабеля USB, не требуется
напр. Nucleo Jumpers STM 32
Соединения внешнего отладчика
Если у вас нет встроенного отладчика, вы можете использовать внешний отладчик, который поддерживает SWD, для подключения к вашей плате, как показано в примерах ниже.
ПРИМЕЧАНИЕ. Интерфейсные соединения SWD
На платах — часто просто определенные контакты на плате или могут быть представлены в интерфейсе 2×5 (маленький, с шагом 0,05 дюйма/1,27 мм), показанном на первое изображение на отладчике «Black Magic Pro»
В отладчиках — может быть представлен в маленьком интерфейсе 2×5 или в раскладке JTAG.
Имейте это в виду при поиске отладчика, вам может понадобиться больше выводов/выводов, чтобы соединить их с вашими целями….. Studio и установленное расширение vMicro
Откройте свой Sketch и выберите Debug > Hardware, а также соответствующий доступный отладчик, встроенный или внешний, и выберите соответствующую оптимизацию ( рекомендуется не использовать по умолчанию )
Вам может потребоваться установить дополнительный USB-драйвер на интерфейсе 0 вашего отладчика, чтобы он мог работать с этим программным обеспечением — проверьте список отладчиков здесь
Помните — если вы установили новый драйвер, вам, возможно, придется сделать это снова, если в следующий раз вы подключите отладчик к другому USB-порту…..
Запустить отладчик
- Убедитесь, что вы выбрали конфигурацию отладки в диспетчере конфигураций Окно
- Если вы знаете, где вы хотите установить первую точку останова в коде, добавьте ее сейчас
- Чтобы запустить процесс отладки, вы можете:
- Кнопка «Отладка > Присоединить к процессу», если ваш код уже загружен на плату STM32
- «Отладка > Начать отладку», если ваш код не был загружен
Black Magic Примечание.
Вам нужно будет установить COM-порт на порт BMP для DEBUG, поэтому можно установить только COM-порт платы, «Сборка и загрузка», переключиться на COM-порт BMP, а затем «Присоединить к процессу»
Поздравляем — у вас должен быть запущен отладчик, и после начала отладки можно открыть другие окна из меню «Отладка > Windows»
Отладка STM32 Discovery Board отладочный зонд от ESP8266, позволяющий использовать GDB через WiFi!
Дизайн печатной платы — заказная печатная плата STM32: микроконтроллер не реагирует на отладчик, потребляет слишком много тока, нагревается
\$\начало группы\$
Для школьного проекта я разработал печатную плату в KiCAD на основе STM32F401RBT6. Дизайн основан на том, что я разработал раньше, и примечаниях по применению.
Он питается через порт USB и должен программироваться через SWD, но это не так. Я использую ST-Link V2 и приложение STM32Programmer для связи с микроконтроллером, но приложение не находит его.
Печатная плата была заказана у JLCPCB с уже собранными пассивными компонентами. Выпаиваю микроконтроллер вручную методом драг-пайки (температура паяльника 320С). Я счищаю излишки припоя с помощью флюса и фитиля для припоя.
Как только я припаиваю микроконтроллер к печатной плате и подаю питание, блок питания показывает, что потребляемый ток составляет ~ 160 мА. Я убедился, наблюдая за печатной платой с помощью тепловизионной камеры и отпаяв микроконтроллер, что именно микроконтроллер рассеивает все тепло.
Интересно то, что я пробовал настраивать всевозможные вещи, и это всегда один и тот же симптом и почти одинаковая величина тока (в пределах +-5 мА).
Что я пробовал:
- Несобранные все ненужные компоненты, оставлены только разъем SWD и LDO (от 5V до 3V3)
- Пробуем нетронутые микроконтроллеры (я их уже 9 обжарил). Это наводит меня на мысль, что это не проблема короткого замыкания.
- Тщательная очистка флюса изопропиловым спиртом и зубной щеткой
- Глядя на соединения под микроскопом и проверяя, нет ли короткого замыкания (хотя я знаю, что может быть короткое замыкание, но это всегда один и тот же потребляемый ток и что корпус микроконтроллера нагревается, я делаю вывод, что ошибка внутри)
- Подтягивающие резисторы на SWIO и SWCLK
- Проверка ориентации
- отладчик работает, на осциллографе вижу импульсы
- перенапряжения нет, так как я запитываю плату LDO. Я также наблюдал за шиной 3V3 во время включения питания, и, похоже, она не превышала 3V3.
- замена микросхемы защиты от электростатического разряда на SWD
- NRST обычно высокий и подтверждается отладчиком
- BOOT0 не является плавающим.
- KiCAD DRC проверка
- распиновка правильная (сравнивал с даташитом и STM32CubeMX)
- Медленное увеличение тока
- Все колпачки VDD и VDDA соответствуют рекомендациям в примечаниях по применению. Так и VCAP
- Я использую этот адаптер (https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-20-10/) Я уверен, что распиновка правильная
- Напряжение на шине 3V3 кажется правильным
Это наводит меня на мысль, что это не проблема короткого замыкания. 
Так и VCAP
Я совершенно застрял и у меня нет идей. Кто-нибудь знает, что происходит? У кого-нибудь была такая же проблема раньше?
- микроконтроллер
- дизайн печатной платы
- stm32
- отладка
\$\конечная группа\$
6
\$\начало группы\$
ОБНОВЛЕНИЕ
Я смог решить проблему. При измерении напряжения на контактах я заметил, что мультиметр говорит мне, что это короткое замыкание между двумя контактными площадками конденсатора VCAP. Потом заметил, что вместо конденсатора на VCAP поставил дроссель. .
Так или иначе, установка конденсатора 4u7 на VCAP решила проблему.
