str75xfr MMstR75x Instrukcja uŝytkownika REV 1.1 Many ideas one solution

Transkrypt

1 MMstR75x str75xfr REV 1.1 Instrukcja uŝytkownika Evalu ation Board s for 51, AVR, ST, PIC microcontrollers Sta- rter Kits Embedded Web Serve rs Prototyping Boards Minimodules for microcontrollers, etherdesigning Evaluation Boards for net controllers, RFID High Spe- ed In System programmers for AVR, PIC, ST microcontrollers Microprocesor systems, PCB 51, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embedded Web Servers Prototyping Boards minimodules for microcontrollers, ethernet controllers, RFID High Speed In Systems programmers for AVR, PIC, ST microcontrlollers Microprocesor systems, PCB designing Evaluation Bo- ards for `51, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embe- dded Web Serwers Prototyping Boards Minimodules for microcontrollercontrollers, ethernet controllers, High Speed In System programmers for AVR, PIC, ST microco- Microprocesor R Many ideas one solution Systems, PCB Designing Evaluation Boards

2 Spis treści 1. Wprowadzenie... 3 Cechy Budowa Modułu... 4 Schemat Blokowy... 4 Rozmieszczenie Wyprowadzeń... 5 Mikrokontroler STR75xFR... 6 Pamięć Serial Flash... 6 Układ RESETu... 7 Stabilizator... 8 Układ podciągający linię D+ USB... 8 Złącze JTAG Płyta Ewaluacyjna Parametry Techniczne Pomoc Techniczna Gwarancja Rozmieszczenie Elementów Wymiary Schemat

3 1. Wprowadzenie MMstr75xFR jest uniwersalnym minimodułem dla mikrokontrolerów STR7 ARM ARM7TDMI-S firmy STMicroelectronics. Mikrokontroler ten jest dostępny w obudowie TQFP64, która ze względu na zagęszczony układ wyprowadzeń utrudnia stosowanie go w układach prototypowych i amatorskich. My podjęliśmy próbę umieszczenia go na płytce o wymiarach 35,5x35,5 mm z układem wyprowadzeń pasującym do ogólnie dostępnych druków prototypowych. Dodatkowo dodaliśmy stabilizator 3.3V, pamięć szeregową SerialFlash o pojemności do 8MB, układ monitorujący napięcie zasilania oraz generator sygnału zegarowego dla procesora. Wszystkie porty i sygnały mikrokontrolera wyprowadziliśmy przy pomocy dwurzędowych złącz szpilkowych o rastrze 0,1. Wystarczy podłączyć napięcie zasilania, złącze JTAG i moŝemy zacząć ładować 128kB pamięci Flash mikrokontrolera. Dzięki zintegrowaniu peryferii z mikrokontrolerem na jednej płytce, zastosowanie modułu moŝe skrócić czas projektowania i ułatwić budowę systemów bazujących na mikrokontrolerach STR7, eliminując konieczność projektowania obwodu drukowanego. Do modułu dostarczone jest przykładowe oprogramowanie. Moduł MMstr75xFR moŝe równieŝ znaleźć zastosowanie w pracowniach dydaktycznych uczelni informatycznych i elektronicznych, jak równieŝ posłuŝyć do budowy prac dyplomowych. Cechy Minimoduł MMstr75xFR: Kompletny, gotowy do uŝycia system mikroprocesorowy Szybki mikrokontroler ARM ARM7TDMI-S STR751FR o wydajności do 54DMIPS Szeregowa pamięć SerialFlash M25P64 firmy STMicroelectronics o pojemności do 64Mbity (8MBajty) Niezawodny układ Resetu Wbudowany systemowy generator kwarcowy 8MHz Wbudowany rezonator kHz dla zegara RTC Wbudowany stabilizator 3.3V 400mA Napięcie zasilania modułu 3.3V lub 3.8-9V 2 x 26 wyprowadzenia z rastrem 0.1" (2.54mm), pasujące do wszystkich druków prototypowych Małe wymiary: 35.5mm x 35.5mm Dostępna płyta ewaluacyjna i przykładowe oprogramowanie 3

4 2. Budowa Modułu Schemat Blokowy Schemat blokowy minimodułu MMstr75xFR przedstawiono na rysunku: Rysunek 1Schemat blokowy modułu MMstr75xFR Minimoduł mona zamówić w róŝnych konfiguracjach według następującego selektora: Rozmiar pamięci Flash: 0 64kB 1 128kB 2 256kB Rozmiar pamięci SerialFlash: 0 brak pamięci 1 8MB MMstr75xFR f d 4

5 Rozmieszczenie Wyprowadzeń Rysunek 2 Rozmieszczenie wyprowadzeń - widok z góry J1 Pin Funkcja Funkcja Funkcja Pin Główna Alternatywna Główna Funkcja Alternatywna 1 P0.0/BOOT0 TIM0_OC1 1 VCC - 2 P0.29 TIM1_TI1 / ADC_IN8 2 GND - 3 P0.28 TIM1_OC V - UART1_TX (remappable 4 P0.21 to P0.15) 4 GND - 5 P0.20 UART1_RX (remappable to P0.14) 5 NC - USART1_RTS / CANTX 6 P1.19 TIM1_ETR / USBDP 6 NC - 7 JTCK P NC - 8 JTDO P NC - 9 JTDI P UDP_PUP - 10 #NJTRST - 10 DF_CS - P0.13/ 11 RTCK UART0_RTS/UART2_TX 11 P0.2 TIM2_OC1 / ADC_IN0 UART2_RX / 12 P0.12 UART0_CTS / 12 P0.1 TIM0_TI1 / MCO ADC_IN2 / SMI_CS1 13 P0.11/BOOT1 UART0_TX / SMI_CS2 13 P0.3 TIM2_TI1 / ADC_IN1 14 P0.10 UART0_RX / SMI_CS3 14 P1.12 ADC_IN13 15 P0.9 I2C_SDA 15 P1.5 PWM3 16 P0.8 I2C_SCL 16 P1.4 PWM3N / ADC_IN9 17 P1.11 UART0_RTS/ADC_IN12 17 P1.7 PWM2 18 P0.19 USB_CK / SSP1_NSS / ADC_IN4 18 P1.6 PWM2N / ADC_IN10 19 P0.18 SSP1_MOSI 19 P1.9 PWM1 20 P0.17 SSP1_MISO / ADC_IN3 20 P1.8 PWM1N / ADC_IN11 21 P0.16 SSP1_SCLK 21 P0.4 SMI_CS0 / SSP0_NSS 22 V18BKP - 22 P1.10 PWM_EMERGENCY 23 #NRSTIN - 23 P0.6 SMI_DIN / SSP0_MISO 24 #NRTSOUT - 24 P0.5 SSP0_SCLK / SMI_CK 25 P0.14 CAN_RX 25 P1.3 TIM2_TI2 26 P0.15 CAN_TX 26 P1.7 PWM2 J2 5

6 Mikrokontroler STR75xFR 32-bitowy rdzeń ARM ARM7TDMI-S 60 MHz, 54 DMIPS wbudowany oscylator RC 5MHz zewnętrzny oscylator 4MHz - 8MHz zewnętrzny oscylator 32kHz od 64 do 256kB programowanej w systemie pamięci programu typu FLASH 16kB pamięci danych typu FLASH 16kB pamięci SRAM 3 16-bitowe timery z funkcjami IC, OC oraz moŝliwością generowania PWM 16-bitowy, 6-kanałowy timer PWM 3 interfejsy USART interfejs I2C 2 interfejsy SSP Interfejs USB 11-kanałowy 10-bitowy przetwornik A/C do 38 linii I/O z 5.0V tolerancją Kontroler przerwań (32 kanały przerwań) 16 linii dla zewnętrznych przerwań 4 tryby obniŝonego poboru mocy Zegar RTC Napięcie zasilania od 2.0V do 3.3V Interfejs JTAG Pamięć Serial Flash Minimoduł moŝe zostać wyposaŝony w pamięć SerialFlash M25P64 firmy STMicroelectronics o pojemności 8MB. Pamięć podłączona jest do szybkiej magistrali SPI o prędkości transmisji do 16Mbit/s. Rysunek 3 Podłączenie pamięci Serial Flash 6

7 Pamięć jest dostępna bezpośrednio poprzez odpowiednie wyprowadzenia minimodułu: P0.04 DF_CS Linia wyboru układu P0.05 Wejście Zegarowe P0.06 Wyjście Danych P0.07 Wejście Danych Linia Chip Select (DF_CS) pamięci jest takŝe podłączona do portu mikrokontrolera poprzez rezystory 0Ω, przez co moŝe ona być aktywowana z wykorzystaniem układów z zewnątrz. NaleŜy pamiętać, Ŝe jeŝeli zamontowana jest pamięć Serial Flash, to wymienione końcówki portów nie mogą być uŝywane na zewnątrz modułu. Oczywiście magistrala SPI moŝe być wykorzystana do komunikacji z zewnętrznymi peryferiami, pod warunkiem, Ŝe będą one posiadały wejścia wyboru układu (CS). Opis pamięci Serial Flash znajduje się na stronie firmy STMicroelectronics: Układ RESETu MMstr75xFR posiada wbudowany układ kontroli napięcia zasilania zbudowany na układzie DS1818. Układ generuje sygnał RESET w przypadku, gdy wartość napięcia zasilania jest mniejsza od 3V. Ma to miejsce podczas włączania lub wyłączania napięcia zasilania gdzie napięcie VCC zmienia wartość od 0 do 3.3V. Układ nadzoru wykrywa równie chwilowe spadki napięcia VCC. Krótkotrwały spadek napięcia VCC poniŝej 3V powoduje wygenerowanie sygnału zerującego o długości 100ms. Sygnał ten doprowadzony jest bezpośrednio do wejścia zerującego mikrokontrolera oraz wyprowadzony jest na złącze modułu i moŝe by uŝyty jako wyjcie do zerowania zewnętrznych układów jak i jako wejście do zerowania modułu, np. za pomocą przycisku RESET. W takim przypadku przycisk RESET moŝe zwierać linię NRSTIN bezpośrednio do masy. Implementacja układu resetu została przedstawiona na poniŝszym schemacie. Rysunek 4 Implementacja układu RESETu 7

8 Stabilizator Minimoduł posiada wbudowany stabilizator 3.3V. Dzięki temu moŝe być on zasilany zarówno stabilizowanym napięciem 3.3V, doprowadzonym do końcówki 3 złącza J2 (+3.3V), jak i niestabilizowanym napięciem z zakresu 3.8 9V, doprowadzonym do końcówki 1 tego samego złącza (VCC). JeŜeli zasilanie dostarczane jest do końcówki VCC, to napięcie 3.3V wytwarzane jest na module za pomocą stabilizatora U3. Napięcie 3.3V moŝe w takiej sytuacji być równieŝ uŝywane na zewnątrz modułu pod warunkiem, Ŝe pobór prądu nie przekroczy ok. 300mA. Rysunek 5 Stabilizator 3.3V Układ podciągający linię D+ USB Host USB rozpoznaje obecność urządzenia full-speed na magistrali na podstawie podciągania linii D+ do wysokiego poziomu logicznego. W moduł MMstr75xFR został wbudowany układ podciągający, jest on przedstawiony na rysunku poniŝej. Rysunek 6 Układ podciągający linię D+ USB Podciąganie jest domyślnie wyłączone poprzez rezystor polaryzujący R4. Aktywny sygnał resetu, niski lub wysoki (niski R5, wysoki R9) poziom na linii UDP_PUP (jest ona wyprowadzona na złącze i moŝe zostać połączona z dowolnym portem mikrokontrolera) powoduje włączenie podciągania, co sygnalizuje hostowi podłączenie urządzenia USB. 8

9 Złącze JTAG JTAG jest czteroprzewodowym interfejsem umoŝliwiającym przejęcie kontroli nad rdzeniem procesora. MoŜliwości oferowane przez ten interfejs to m.in.: praca krokowa, praca z pełną szybkością, pułapki sprzętowe oraz programowe, podgląd oraz modyfikacja zawartości rejestrów i pamięci. Sposób podłączenia złącza JTAG do minimodułu przedstawiono na rysunku: Rysunek 7 Wyprowadzenie JTAG na module Programator/emulator JTAG moŝna znaleźć na stronie: ARM cable I 9

10 3. Płyta Ewaluacyjna EVBmm 10

11 4. Parametry Techniczne Mikrokontroler STR751FR Pamięć programu do 256kB Pamięć SRAM 16kB Pamięć Serial Flash 8MB Ilość we/wy cyfrowych do 38 Ilość wejść analogowych do 11 Zasilanie 3.3V lub 3.8 9V Wymiary 35,5x35,5mm Waga ok. 80g Zakres temperatur pracy 0 70ºC Złącza Dwa złącza szpilkowe 2x26 wyprowadzenia 5. Pomoc Techniczna W celu uzyskania pomocy technicznej prosimy o kontakt mailto:support@propox.com. W pytaniu prosimy o umieszczenie następujących informacji: Szczegółowy opis problemu 6. Gwarancja Minimoduł MMstr75xFR objęty jest sześciomiesięczna gwarancją. Wszystkie wady i uszkodzenia nie spowodowanie przez uŝytkownika zostaną usunięte na koszt producenta. Koszt transportu ponoszony jest przez kupującego. Producent nie ponosi Ŝadnej odpowiedzialności za zniszczenia i uszkodzenia powstałe w wyniku uŝytkowania modułu MMstr75xFR. 11

12 7. Rozmieszczenie Elementów Rysunek 8 Rozmieszczenie elementów TOP Rysunek 9 Rozmieszczenie elementów - BOTTOM 12