STM32F103C8T6: datasheet, Arduino и blue pill

Содержание

stm32f103c8t6 — это мощный процессор и микроконтроллер. STM32 является платформой, основанной на устройствах STMicroelectronics, разных модульных и периферийных схемах, специальных программах IDE для работы с цифровой техникой.

Повсеместное использование решений на базе stm обеспечивается высокой работоспособностью микроконтроллера, его качественной архитектурой, невысоким потреблением электричества, приемлемой стоимостью. Сегодня существует несколько линеек STM32 разного назначения.

Востребованность и популярность STM32 объясняется тем, что она позволяет создавать оптимальные решения для автоматизации в разных сферах. Не являюсь таким доступным, как Arduino, этот микроконтроллер заставляет глубже погружаться в детали. Он сложнее для новичков, о не так просто найти stm32f103c8t6 datasheet на русском.

Плюсы и минусы STM32

Достоинствами платформы можно считать:

• невысокую цену;

• удобную эксплуатацию;

• широкий ассортимент способов разработки;

• взаимозаменяемость чипов при нехватке ресурсов одного из микроконтроллеров;

• хорошую производительность;

• удобство наладки микроконтроллера.

К недостаткам относятся:

• большой порог вхождения;

• отсутствие подробных описаний платформы;

• микроконтроллер пока не может стать заменой Ардуино.

Рассмотрим несколько устройств, в основе которых находится микроконтроллер.

Как возник STM32

Выпуск серии микроконтроллеров впервые состоялся 11 лет назад. Тогда фирма STMicroelectronics выпустила уже 4 вида аналогичных устройств на основе ARM, но их параметры были не так высоки. А вот рассматриваемые контроллеры превосходят их по качествам и стоимости. Сначала их производили в 14 видах. Они представляли собой 2 категории, разделенные по частоте: с уровнем тактовой частоты не более 2 МГц и 36 МГц. Обе группы имеют одно и то же ПО и не отличаются расположением контактов.

У первых контроллеров была встроенная флэш-память 128 Кбайт и ОЗУ — 20 Кбайт. Современная линейка — гораздо шире, что привело к появлению новых экземпляров с более высокими характеристиками.

Продуктовые линейки микроконтроллеров

В семействе STM32 — много изделий с разным объемом памяти, уровнем производительности, энергопотребления и другими показателями. STM32F-1, STM32F-2 и STM32L легко взаимодействуют друг с другом. В каждой серии — не один десяток микросхем. Они легко меняются на другие устройства. Первая линейка — STM32F-1 с ограниченной производительностью.

Транзисторы имеют самую низкую утечку, поэтому приборы демонстрируют почти идеальные показатели.

Отметим, что у контроллеров STM32W нет совместимости по пину с другими сериями. Дело в том, что разработчиком линейки является предприятие, предоставившее радиочастотную часть. Поэтому у ST есть ряд ограничений на разработку.

У микросхемы STM32F100R4 — минимум функций. Флэш-память равна 16 Кбайт, ОЗУ — 4, тактовая частота — 12 МГц. Когда необходимо устройство с более высокой скоростью с повышенным объемом FLASH-памяти, не более 128 Кбайт, лучше выбрать STM32F101RB. Интерфейсом USB обладает и STM32F103RE. Другой аналог, у которого энергопотребление чуть ниже, — STM32L151RB.

stm32f103c8t6: особенности отладочной платы

Эту конструкцию нередко именуют stm32f103c8t6 blue pill, что в переводе с английского языка нередко означает таблетку синего цвета. Это название соответствует внешнему виду устройства.

Нужно обратить внимание на несколько моментов:

Необходимое напряжение, подаваемое на микроконтроллер — 3 Вольта. Такое же значение — при большом количестве дискретных сигналов выхода и входа. Некоторые выводы допускают возможность подключения сигналов 5 В. Другие входы поддерживают напряжение меньше, чем для питания, 3 В. При его повышении повреждается микроконтроллер.

Когда микроконтроллерные выводы применяются в виде выходов, максимальное значение тока вытекания и втекания — 20 миллиампер. Желательно, чтобы этот показатель не превышал 8 мА. Но есть 3 вывода, используемые лишь в системах с током втекания до 3 мА.

Подключение светодиода общего значения осуществляется через вывод PC13. Его свечение возможно при низкоуровневом.

А теперь взгляните на конструкцию цепей питания.

На узле вырабатывается напряжение 3,3 В, которое нужно для питания устройства. Применяется стабилизатор XC6204. К нему подается питание 5 В от порта USB или вывода платы 5V. Цепи соединяются напрямую без специального диода для защиты.

Тактическая частота и применения дополнительных приборов влияет на ток, потребляемый микроконтроллером. Выбор оптимальных показателей очень важен, особенно, для приложений, чувствительных к потреблению электроэнергии. Благодаря устройствам STM32 это можно делать быстро и аккуратно.

Взгляните на полноценную схему платы:

Чтобы загрузить программу в устройство, применяется системный бутлоадер. Разъем с 4 контактами с боковой стороны платы необходим, чтобы загружать программы через аппаратный загрузчик программ, к примеру, StLink. Устройство оборудовано программным загрузчиком, который помогает зашить программу посредством UART 1. Это стандартный загрузчик, который зашивают в память устройства при производстве.

За стандартный режим функционирования платы ответственны 2 перемычки желтого цвета. Команда сброса или включения запускают программу из FLASH.

Если перемычки расположены так, как на рисунке, происходит запуск системного загрузчика.

Происходит закачка программной информации в ОЗУ. Это применяется в ходе отлаживания для хранения программного ресурса в памяти FLASH.

Входы BOOT соответствуют рабочим режимам устройства STM32. Создание программ с помощью бутлоадера происходит таким образом:

1. подключение выходов А9, А10 и к компьютерному СОМ-порту;

2. установка перемычки BOON0 из памяти системы в позицию запуска;

3. сброс микроконтроллера;

4. запуск на ПК прошивки FLASH устройства;

5. возврат перемычки в позицию запуска приложения из ФЛЭШ;

6. выключение устройства.

Новейшие ПК не всегда оборудуются СОМ-портами. К тому же, разных процедур со сбросом и участием перемычек — очень много, так что процесс утомителен. Его можно упростить следующим образом.

Подсоедините устройство к ПК посредством моста (USB-UART). Можно использовать как PL2303, так и другие модули, в том числе, плату Ардуино, куда входит интерфейсный преобразователь. К примеру, это может быть Arduino Nano. Просто свяжите вход «сброс» с землей, во избежание влияния микроконтроллера на работу интерфейсного преобразователя CH340.

BOOT0 нужно заменить кнопкой, а вторую кнопку — припаять к сигналу сброса. Не стоит использовать не самую удобную штатную клавишу сброса. У меня получилась следующая схема модуля отладки:

Припаяйте резистор с сопротивлением электричества 10 кОм на участке, ограниченном выводами PLS с 3 контактами. Он устанавливается взамен перемычки. Ток на устройство STM32 идет от моста (USB-UART). Поставьте там элемент питания в позицию 5 В.

Насчет резистора, у нас есть на сайте цветовая маркировка резисторов.

Использовать устройство не сложно. Без нажатия кнопок действует стандартный режим функционирования платы. Для программирования нужно:

• нажать и удержать команду прошивки;

• на короткое время нажать сброс;

• загрузить программу в ФЛЭШ микроконтроллера;

• отпустить клавишу прошивки;

• нажать клавишу сброса.

Все перечисленное осуществляется с помощью пальцев одной руки.

Как настроить Arduino IDE

Одна из отличительных черт платы состоит в том, что под нее пишется Arduino IDE с использованием знакомого набора классов и процедур, и многих библиотек, заранее написанных под Arduino. Этим stm32f103c8t6 плата и привлекает новичков.

Программирование осуществляется с помощью кросс-компилятора для ARM, стандартной библиотеки С, отладчика, клиента к программатору.

После настроек нужно проверить 2 джампера на плате, чтобы они были в нулевом положении. Во избежание долгой работы с проводами для выяснения соответствия проводов разных цветов пинам, возьмите макетку и спаяйте адаптр на основе разъема IDC-10.

Подключение адаптера к плате осуществляется с помощью 4 угловых гнезд, а к программатору — посредством специального шлейфа.

На плате Blue Pill светодиод находится между PC13 и VCC . Так что, при подаче HIGH на PC13 устройство гасится, на LOW — зажигается. Если проверка показывает ошибку, разберитесь, не спутали ли вы пин CLK и IO и зажмите кнопку Reset на плате. Если ошибок нет, светодиод на плате замигает, а частота сигналов будет изменяться при разных вариациях кода.

Как прошить плату STM32F103C8T6 посредством usb/ttl и st-link v2

Чтобы началось взаимодействие stm32f103c8t6 с arduino ide, соедините плату с конвертером. У устройства stm32 — 3,3 вольтная логика. Значит, такие требования и к usb/ttl. Не стоит делать прошивку обычным, с 5-вольтовой логикой, устройство может сгореть. Перемычка должна быть поставлена определенным образом.

Загрузите ряд приложений:

TM32 Flash loader demonstrator — это необходимо для того, чтобы прошить микроконтроллер 1-й раз. Дальнейшая прошивка будет осуществляться посредством arduino ide. Загрузить приложение возможно через официальный сайт.
Arduino_STM32. Эти устройства stm32 добавляют в arduino ide, для выбора нужной платы, когда вы заливаете скетч. Загружайте архивный файл с адреса github.
STM32duino-bootloader. В этой программе есть прошивка, которая требуется для первоначальной прошивки прибора. Целый архивный файл скачивается на github.

После скачивания нужна разархивация архивных файлов. STM32 Flash loader demonstrator устанавливают в одну из папок на ПК. Она легко находится по словосочетанию deminstrator gui. Запустите то, что установили.

При открытии первого окна нужно выбрать СОМ-порт, где будет виден конвертер usb/ttl. Нажмите клавишу “Далее”.

При наличии в 1-м участке информации, которая отображена красным шрифтом, нажмите клавишу “Remove protection”, а затем — “Next”. Если ваше окно соответствует данной фотографии, просто нажмите “Next”.

Теперь необходимо сделать выбор платы из 2 версий: 64 и 128К. Устройству STM32F103C8 соответствует 64К, (STM32F103CB, соответственно, — 128К). После выполнения этого действия, нажмите “Next”.

Выберите в окошке слово «загрузка» и перейдите к раскрытому архивному файлу STM32duino-bootloader. Выберите в одной из папок (binaries) документ gd32f1_pc13.bin .

Нажмите “Далее” для начала закачки файла .bin.

Закройте приложение вслед за запуском и откройте Arduino ide. В инструментальном разделе появится возможность определиться с типом платы.

Для заливки выберите “Generic STM32F103C series”. Существует 2 варианта прошивки. Первый — посредством usb/ttl. Чтобы им воспользоваться, выберите serial в “Upload method”.

Загрузка в устройство пройдет успешно. Но на сайтах вроде Алиэкспресс, чаще всего, продают такие приборы вместе с загрузчиком приложений st-link v2. Он обеспечивает более быструю загрузку скетча. Он обладает 3,3 вольтной логикой, которая необходима нашему контроллеру. Так что логичнее — загружать приложения посредством st-link. Подсоедините его к плате вот так: