ARM开发板手册教程文件.doc

Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。ARM开发板手册-火牛STM32开发板用户手册1.产品规格火牛STM32开发板采用意法半导体（ST）公司推出基于ARMCortexM3内核的STM32F103增强型系列芯片STM32F103VC组成。板上资源丰富,具有以太网（Ethernet）、MP3、USB主机（Host）、USB从机(Device)、nandflash、TFTLCD、串口（UASRT）、I2C、SPI、AD、DA、PWM、蜂鸣器等接口。颇具特色的设计理念加上丰富的例程（均提供源代码）使得火牛STM32开发板非常适合初学者学习入门和项目评估使用。板上资源：CPU:意法半导体公司（ST）基于ARMCortex-M3的32位处理器芯片STM32F103VCLQFP100脚，片内具有256KBFLASH，48KBRAM(片上集成12BitA/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等资源)。32位RISC性能处理器32位ARMCortex-M3结构优化72MHz运行频率，1.25DMIPS/MHz硬件除法和单周期乘法快速可嵌套中断，612个时钟周期具有MPU保护设定访问规则支持一个TFT彩色液晶屏(需要另外搭配)，搭配2.8寸TFT真彩触摸屏模块或3.2寸TFT真彩触摸屏模块(由用户选择)大屏幕320*240，26万色TFT-LCD，支持8/16位总线接口，镜面屏，超高高度，模拟IO控制,彩屏模块上配置ADS7843触摸控制器，支持一个SD卡（SPI方式）可用于存储图片、数据等，支持一个AT45DBxxx的DATAFLASH（可用于存储汉字库和图片或数据等）。板载128M或256MNANDFLASH模拟IO控制，可以自行更换更大容量的NANDFLASH如：512M。满足大容量数据采集、数据表格存储，文件管理等应用，MP3歌曲存放等要求。板载VS1003B高性能MP3解码芯片，支持解码音乐格式包括MP3、WMA、WAV、MIDI、P-MIIDI，录音编码格式IMAADPCM（单声道）。麦克风和线入（Lineinput）两种输入方式；支持MP3和WAV流；低功耗；具有内部锁相环时钟倍频器；高质量的立体声数模转换器（DAC）；16位可调片内模数转换器（ADC）；高质量的立体声耳塞驱动（30欧）；单独的模拟、数字和IO供电电源；串行的数据和控制接口（SPI）一个USB主机接口，板载CH376USB主机控制芯片，CH376是文件管理控制芯片，用于单片机系统读写U盘或者SD卡中的文件CH376支持USB设备方式和USB主机方式，并且内置了USB通讯协议的基本固件，内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件，内置了FAT16和FAT32以及FAT12文件系统的管理固件，支持常用的USB存储设备（包括U盘/USB硬盘/USB闪存盘/USB读卡器）。支持1.5Mbps低速和12Mbps全速USB通讯，兼容USBV2.0，外围元器件只需要晶体和电容。支持USB-HOST主机接口和USB-DEVICE设备接口，支持动态切换主机方式与设备方式。支持USB设备的控制传输、批量传输、中断传输。自动检测USB设备的连接和断开，提供设备连接和断开的事件通知。内置固件处理海量存储设备的专用通讯协议，支持Bulk-Only传输协议和SCSI、UFI、RBC或等效命令集的USB存储设备（包括U盘/USB硬盘/USB闪存盘/USB读卡器）。内置FAT16和FAT32以及FAT12文件系统的管理固件，支持容量高达32GB的U盘和SD卡。提供文件管理功能：打开、新建或删除文件、枚举和搜索文件、创建子目录、支持长文件名。提供文件读写功能：以字节为最小单位或者以扇区为单位对多级子目录下的文件进行读写。提供磁盘管理功能：初始化磁盘、查询物理容量、查询剩余空间、物理扇区读写。提供2MB/24MHz速度的SPI设备接口，支持连接到单片机的SPI串行总线。一个以太网接口，板载MicroChip公司高性能SPI总线的单芯片网络接口ENC28J60以太网控制芯片，IEEE802.3兼容的以太网控制器集成MAC和10BASE-TPHY，支持全双工和半双工模式，使用带网络变压器和连接、收发指示LED的RJ45插座。一个USB从机接口（STM32F103VCT6芯片内置）一路CAN通信接口,驱动器芯片SN65VHD230一路RS485通信接口，驱动芯片SP3485两路RS232接口，驱动芯片MAX3232一个SD卡座SPI方式控制方式一个I2C存储器接口,标配24LC02(EEPROM)一个SPI存储器接口,标配AT45DB161D(DATAFLASH一路ADC调节电位器输入两路ADC输入接线端子引出一路DAC输出接线端子引出一个蜂鸣器、四个用户LED灯、一个电源指示灯，一个USB通信指示灯，三个用户按键，一个五向摇杆按键，一个系统复位按键电源选择跳线，支持外接5V电源供电，USB供电所有I/O口通过2.54MM标准间距引出,方便二次开发板子规格尺寸:15CMX11CM2.电路及接口说明由于空间有限标注未能一一说明每个接口和IC的定义和功能，需详细接口定义资料请参考电路原理图。2.1Powersupply（电源供给）火牛开发板采用外部5V电源输入、USB接口提供5V电源输入5VDC电源适配器连接到CN10，电源选择跳线J5插到1-2处。选择外部5V电源供电。把USB电缆连接到USB口CN14，电源选择跳线J5插到2-3处，选择USB5V电源供电。Note:CN10电源插座为内芯是正极外芯是负极。输入电压不得超过5V±5%。表1、电源选择跳线设置描述Jumper描述J5J5用于选择外部5V电源座输入5V电源供电，USB供电。跳线短路帽在1-2处为外部5V供电，2-3处为USB口供电。2.2Bootoption（启动选项）火牛开发板可以采用以下几种启动方式：EmbeddeduserFlash（默认）SystemmemorywithbootloaderforISPEmbeddedSRAMfordebugging启动方式通过配置BOOT1（JP4）和BOOT0（JP7）选择跳线设定。表2、启动方式选择跳线设置描述BOOT1（JP4）BOOT0（JP7）启动模式描述ANY（1-2、2-3oropen）2-3火牛开发板设定为UserFlash启动方式。BOOT1可以任意位置，如插到1-2、2-3或是开路（既不插）默认是插到2-3(Defaultsetting)2-31-2火牛开发板设定为SystemMemory启动方式。1-21-2火牛开发板设定为EmbeddedSRAM启动方式。注：默认设置是把BOOT0（JP7）BOOT1（JP4）都设置到2-3，这样是运行用户烧进去的程序。当要进行串口烧写程序时，把BOOT0（JP7）设置到1-2，按一下复位键将串口线和PC连接后插到CN1（USART1）口上。用ST官方的ISP软件连接后就能对芯片进行程序烧写了，值得注意的是烧好程序后记得把BOOT0（JP7）设置回2-3，这样才能运行刚刚烧好的用户程序。2.3Clocksource（时钟源）火牛开发板由五个时钟源提供系统时钟、RTC时钟、USBHOST时钟、以太网时钟、MP3时钟。Y1，12.288MHZ晶震，做为MP3芯片的时钟源。Y2，8MHZ晶震，做为系统的时钟源，如果采用内部8MRC震荡器Y2可以不接。Y3，32.768kHZ晶震，做为RTC的时钟源.Y4，25MHZ晶震，做为以太网芯片ENC28J60的时钟。Y5，12MHZ晶震，做为USBHOST芯片的时钟。Note:JP6为1-2时连接电源给RTC，当JP6为2-3时连接后备电池供电给RTC。2.4、复位方式复位信号在金牛开发板上是低电平复位。复位方式包括以下几种方式：复位按键Reset（S1）通过JTAG仿真下载口输入复位信号2.5模拟输入CN9的AIN0、AIN1、连接到STM32F103VC的外部模拟输入引脚PB0、PB1上。AD调节电位器输入VR1连接到PC5。2.6DAC输出CN9的DAC连接到STM32F103VC的DAC输出引脚PA4。DAC输出引脚与SPI1_NSS引脚复用。如要使用DAC需要拔掉JP3跳线。JP3跳线默认是插上，既分配给SD卡检测信号SD_CD使用。2.7USB-HOST火牛开发板具有一个USBA型USBHOST全速接口（CN12）开发板可采用这个USB口连接USB外设,如:U盘、USB鼠标、USB键盘等设备。USB-A型连接器对外接的设备提供5V电源。USBHOST功能采用CH376T芯片实现,CH376是文件管理控制芯片，用于单片机系统读写U盘或者SD卡中的文件CH376支持USB设备方式和USB主机方式，并且内置了USB通讯协议的基本固件，内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件，内置了FAT16和FAT32以及FAT12文件系统的管理固件。使得用户非常容易操作，只需几个简单的命令就能对USB设备进行读写操作。表3、USBAB型引脚功能引脚序号功能名典型电线颜色1VBUS红2D-白3D+绿4GND黑2.8USB-DEVICE火牛开发板提供了1个全速USB2.0设备端口，通过标准的USB-B型连接器引出。通过该连接器，可以由PC给目标供电（最大电流500mA限制）。JP9跳线选择USB-D+信号线上的上拉电阻是通过PC9引脚控制还是通过JP9直接控制，JP9设置到1-2设置USB由PC9引脚控制，设置到2-3使USB不受控制，直接打开USB。USB控制信号低电平有效。2.9显示接口火牛开发板的CN4接口可以连接一个2.8或3.2寸的320X240TFT彩色LCD，LCD数据线连接到STM32F103VC的PE口。4个红色LED（LD1、2、3、4）连接到标准IO口PD8、9、10、11用于显示。表4、彩色TFTLCD接口描述引脚定义如下：引脚信号描述对应IO引脚信号描述对应IO引脚信号描述对应IO13V3电源2GND地3DB00PE04DB01PE15DB02PE26DB03PE37DB04PE48DB05PE59DB06PE610DB07PE711DB08PE812DB09PE913DB10PE1014DB11PE1115DB12PE1216DB13PE1317DB14PE1418DB15PE1519CSPD1220RSPD1321WRPD1422RDPD1523RESETRESET24NCNC25MISOPA626INTPC427MOSIPA728NCNC29SCKPA530NCNC31TP_CSPC632NCNC2.10EEPROM火牛开发板外接一个24LC02EEPROM连接到STM32F103VC的I2C1总线上，PB6接EEPROM的SCL，PB7接EEPROM的SDA。2.11CAN火牛开发板支持一路CAN2.0A/B总线通信接口。使用SN65HVD230(U5)作为CAN驱动器。CAN接口采用5.08mm间距的接线端子引出。2.12RS-232和RS-485火牛开发板的一路RS-485通信接口CN2和两个RS-232通信接口CN1、CN3连接到STM32F103VC的USART1和USART2。两个控制信号Bootloader_BOOT0和Bootloader_RESET,也同时连接到CN1的RS-232接口上用于自动ISP烧写（无需设置BOOT0跳线）。如需不设置BOOT0跳线就能ISP需用第三方串口下载软件。2.13SDcard火牛开发板上的SD卡接口连接到STM32F103VC的SPI2上。SD卡的检测信号连接到标准IO口PA4，SD卡的电源控制信号连接到标准IO口PC8。要使用SD卡功能必须短接JP3跳线。表5、SD卡插入检测跳线接口描述JP3描述短路（close）连接SD卡检测信号开路（open）禁止连接SD卡检测信号2.14Ethernet火牛开发板支持10M以太网通信接口，采用ENC28J60(U8)和一个内带网络滤波器的RJ45连接座（J4）。通过SPI1连接以太网芯片。2.15MP3解码火牛开发板板载VS1003B高性能MP3解码芯片，支持解码音乐格式包括MP3、WMA、WAV、MIDI、P-MIIDI，录音编码格式IMAADPCM（单声道）。麦克风和线入（Lineinput）两种输入方式；支持MP3和WAV流，高质量的立体声数模转换器（DAC）高质量的立体声耳塞驱动（30欧）、串行的数据和控制接口（SPI）。MP3控制接口连接到SPI2。表6、MP3音频接口描述接口描述J1麦克风输入插座，用于连接麦克风。J2外部声音输入插座，连接音源。J3耳机输出插座,连接耳机2.16大容量数据存储（128M或256MNANDFLASH）板载128M或256M大容量NANDFLASH采用模拟IO控制，可应用于大容量数据采集、数据表格存储，文件管理等应用，MP3歌曲存放等。NANDFLASH跟TFTLCD共用数据接口和读写信号线，而地址和和命令控制信号是独立的。3、接口定义（Connectors）3.1模拟输入、DAC输出接口CN9定义PinnumberDescriptionPinnumberDescription1AIN04GND2AIN13DAC3.2CAN总线接口CN2定义PinnumberDescriptionPinnumberDescription15V42CANH53CANL6CND3.3RS485总线接口CN2定义PinnumberDescriptionPinnumberDescription4485B5485A6GND3.4RS232通信接口CN1、CN3定义RS232connectorCN1、CN3(frontview)CN1定义PinnumberDescriptionPinnumberDescription1NC6NC2USART1_PA97RTS（控制BOOT0）3USART1_PA108NC4DTR（控制RESET）9NC5GNDCN3定义PinnumberDescriptionPinnumberDescription1NC6NC2USART2_PA27NC3USART2_PA38NC4NC9NC5GND3.5JTAG调试接口CN13定义PinnumberDescriptionPinnumberDescription13.3Vpower23.3Vpower3PB44GND5PA156GND7PA138GND9PA1410GND11RTCK12GND13PB314GND15RESET#16GND17DBGRQ18GND19DBGACK20GND3.6USBACN12、USBBCN14USB-A型插座是用在主机上的USB-B型插座是用在外设上的注：以下均为插座或插头的前视图，即将插座或插头面向自己。USBA型插座和插头USBB型插座和插头USBB（CN14）连接座引脚定义如下：脚位编号功能描述脚位编号功能描述1VBUS4GND2D-(PA11)3D+(PA12)3.7以太网RJ45连接座J4以太网连接座J4正面视图RJ45connectorJ4PinnumberDescriptionPinnumberDescription1TxData+2TxData3RxData+4Shield5Shield6RxData7Shield8Shield3.8SDcard连接座CN11PinnumberDescriptionPinnumberDescription1SDcard_CS(PB12)7SDcard_DOUT(PB14)2SDcard_DIN(PB15)8NC3Vss/GND9NC4+3V310SDcard_detect(PA4)5SDcard_CLK(PB13)11GND6Vss/GND12NC-