W artykule przedstawiamy kolejny zestaw z serii Discovery (co w nomenklaturze STMicroelectronics oznacza: niska cena + bogate wyposażenie), tym razem przeznaczony dla mikrokontrolerów z rodziny STM32F3: STM32F3Discovery.

Na początku przypomnimy podstawowe fakty dotyczące mikrokontrolerów STM32F3: podrodzina STM32F3 jest mocniejszą obliczeniowo i lepiej wyposażoną sprzętowo alternatywą dla popularnych mikrokontrolerów STM32F1, przy czym zachowuje z nimi kompatybilność mechaniczną i elektryczną, zapewniając jednocześnie dużą wydajność obliczeniową (dzięki rdzeniowi Cortex-M4F, takiemu samemu jak w rodzinie STM32F4, ma on wbudowaną jednostki MAC i FPU, obsługuje instrukcje wspomagające obliczenia DSP) i bogate wyposażenie wewnętrzne. Technologia zastosowana do produkcji mikrokontrolerów STM32F3 umożliwia taktowanie CPU sygnałem o maksymalnej częstotliwości wynoszącej 72 MHz, co pozwala uzyskać wydajność obliczeniową (przy wykonywaniu programu z pamięci Flash) 90 DMIPS. Maksymalna planowana obecnie przez producenta pojemność pamięci Flash wynosi 256 kB, a SRAM do 48 kB. Mikrokontrolery STM32F3 są standardowo wyposażane m.in. w sprzętowy kontroler klawiatur bezstykowych (CT touch sense), kontroler parzystości SRAM, sprzętową ochronę dostępu do jej zawartości (za pomocą jednorazowego bezpiecznika), a także jednostkę MPU (Memory Protection Unit).

 

 

Rys. 1. Schematy blokowe mikrokontrolerów z rodziny STM32F3 (stan na październik 2012)

Rys. 1. Schematy blokowe mikrokontrolerów z rodziny STM32F3 (stan na październik 2012)

 

Podrodzina STM32F3 składa się z sześciu różniących się wewnętrznym wyposażeniem linii mikrokontrolerów, których najważniejsze cechy zestawiono w tabeli 1, a schematy blokowe poszczególnych podrodzin przedstawiono na rysunku 1.

 

Tab. 1. Zestawienie cech wybranych elementów wyposażenia mikrokontrolerów

Cecha STM32F302 STM32F303 STM32F313 STM32F372 STM32F373 STM32F383
Rdzeń Cortex-M4 + FPU Cortex-M4 + FPU Cortex-M4 + FPU Cortex-M4 + FPU Cortex-M4 + FPU Cortex-M4 + FPU
Taktowanie max. 72MHz 72MHz 72MHz 72MHz 72MHz 72MHz
Flash max. 256kB 256kB 256kB 256kB 256kB 256kB
SRAM max. 32kB 48kB 48kB 32kB 32kB 32kB
CCM-SRAM 8kB 8kB 8kB
ADC SAR 2x12b/5MHz 4x12b/5MHz 4x12b/5MHz 1x12b/1MHz 1x12b/1MHz 1x12b/1MHz
ADC Σ-Δ 1x16b 3x16b 3x16b
Inne peryferia analogowe 4x Comp
2x PGA
1x DAC
7x Comp
4x PGA
2x DAC

7x Comp

2x DAC

1x Comp

1x DAC

2x Comp

3x DAC

2x Comp

3x DAC

MC timer 1/144MHz 2/144MHz 2/144MHz

 

Peryferia zastosowane w mikrokontrolerach STM32F3 należą do nowej generacji, przykładowo:

  • interfejs I2C obsługuje peryferia zgodne ze standardem Fm+, umożliwiając transmisję danych z prędkością do 1 Mb/s,
  • interfejs SPI obsługuje ramki danych o długości konfigurowanej przez użytkownika w zakresie od 4 do 16 bitów,
  • linie GPIO wyposażono w kompletny tor analogowy dla interfejsu bezstykowego CT touch sensing,
  • linie GPIO są obsługiwane z poziomu magistrali AHB,
  • zegar RTC zlicza czas w kodzie BCD,
  • w niektórych mikrokontrolerach zastosowano timery o rozdzielczości pomiarowej 0,4 ns.

We wszystkich peryferiach usunięto błędy znane z mikrokontrolerów starszych generacji, dzięki czemu korzystanie – na przykład z I2C – będzie znacznie łatwiejsze niż dotychczas.
Ważną nowością zastosowaną w mikrokontrolerach STM32F3 są zaawansowane, 16-bitowe przetworniki A/C (sigma-delta, próbkowanie do ok. 50 kHz) oraz szybkie (1 lub 5 MHz, w zależności od typu układu) przetworniki SAR o rozdzielczości 12 bitów.

 

Fot. 2. Wygląd zestawu STM32F3Discovery

Fot. 2. Wygląd zestawu STM32F3Discovery

 

Firma STMicroelectronics z myślą o mikrokontrolerach STM32F3 przygotowała tani zestaw startowy STM32F3Discovery (fotografia 2), który należy do popularnej rodziny narzędzi „startowych” o wspólnej nazwie Discovery. Zestaw charakteryzuje się niską ceną (dostępny w KAMAMI.pl za ok. 69 PLN brutto), wbudowanym programatorem-debuggerem z USB (zgodny z ST-Link/v2), wyposażono go w mikrokontroler STM32F303VCT6 w obudowie LQFP100 z 256 kB pamięci Flash i 48 kB RAM. Standardowym elementem wyposażenia zestawu są dwa czujniki MEMS: 3-osiowy żyroskop L3GD20 oraz 3-osiowy akcelerometr zintegrowany z elektronicznym kompasem (LSM303DLHC). Użytkownik może wykorzystać w swoich aplikacjach 8 LED (dwie dodatkowe należą do wyposażenia systemowego zestawu) oraz jeden przycisk (+ przycisk ręcznego zerowania). Użytkownik ma także do dyspozycji złącze miniUSB (B), co pozwala wykorzystać zestaw do eksperymentów jako urządzenie klasy device. Tradycyjnie wszystkie wolne linie GPIO wyprowadzono na złącza gold-pin o rastrze 2,54 mm, do których można wygodnie dołączyć różnego rodzaju układy peryferyjne.
Producent oferuje konstruktorom także dwa inne zestawy dla mikrokontrolerów STM32F3 – STM32373C-EVAL oraz STM32303C-EVAL – przedstawimy je w osobnych artykułach.
Andrzej Gawryluk