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 mi- nimodules for microcontrollers, ethernet controllers, RFID High Speed In Systems programme- rs 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 program- mers for AVR, PIC, ST microco- Microprocesor R Many ideas one solution Systems, PCB Designing Evaluation Boards
Spis treści 1. Wprowadzenie... 3 Cechy... 3 2. 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... 9 3. Płyta Ewaluacyjna... 10 4. Parametry Techniczne... 11 5. Pomoc Techniczna... 11 6. Gwarancja... 11 7. Rozmieszczenie Elementów... 12 8. Wymiary... 13 9. Schemat... 13 2
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 32.768kHz 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
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
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_OC1 3 3.3V - 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 P1.18 7 NC - 8 JTDO P1.17 8 NC - 9 JTDI P1.16 9 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
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
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: www.st.com. 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
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
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 http://www.propox.com/products/t_122.html 9
3. Płyta Ewaluacyjna EVBmm 10
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
7. Rozmieszczenie Elementów Rysunek 8 Rozmieszczenie elementów TOP Rysunek 9 Rozmieszczenie elementów - BOTTOM 12
8. Wymiary Rysunek 10 Wymiary modułu - widok z góry Rysunek 11 Wymiary modułu - widok z boku 9. Schemat 13
14