Nowe zestawy narzędziowe dla aplikacji IoT z STM32


Przedstawiamy dwie nowości narzędziowe z oferty STMicroelectronics, związane z mikrokontrolerami STM32 – kolejny zestaw z rodziny DISCOVERY z mikrokontrolerem STM32F7 (Cortex-M7) i bezprzewodowy multigate IoT, wyposażony w kilka rodzajów interfejsów radiowych, w tym WiFi i Bluetooth.

Gorącą majową nowością stał się nowy zestaw z serii DISCOVERY (STM32F769I-DISCO) z mikrokontrolerem STM32F769NIH6 (rdzeń Cortex-M7 @216 MHz, 2 MB Flash, 512+16+4 kB SRAM), którego wygląd pokazano na fotografii 1. Zestaw na pierwszy rzut oka przypomina STM32F746G-DISCO, ale w znaczący sposób różni się od niego wyposażeniem. Poza innym mikrokontrolerem w STM32F769I-DISCO zastosowano także:

  • cztery zamiast dwóch (jak w STM32F746G-DISCO) mikrofony MEMS (dołączone do interfejsu DFSDM),
  • 512 Mb pamięci Flash z interfejsem Quad-SPI,
  • interfejs Ethernet wyposażony w osprzęt Power Over Ethernet 802.3af, który umożliwia zasilanie urządzeń o mocy do 3W za pomocą okablowania sieciowego,
  • „smartfonowy” wyświetlacz LCD z interfejsem MIPI-DSI oraz pojemnościowym ekranem dotykowym.

 

Fot. 1. Wygląd zestawu STM32F769I-DISCO

 

Elementy wyposażenia płytki zestawu STM32F769I-DISCO pokazano na fotografii 2. Zestaw wyposażono w programator-debugger ST-Link/v2-1 (z obsługą mbed.org), interfejs USB-OTG HS, złącze kart MicroSD, kodek audio z wejściem i wyjściem analogowym (stereo), kanały Tx i Rx SPDIF, a fanów systemu Arduino ucieszy fakt zastosowania w zestawie złącz zgodnych z Arudino UNO. Użytkownik ma do swojej dyspozycji także 3 LED, jeden przycisk chwilowy oraz specjalne złącze dla ekspandera WiFi lub innego modułu z układem wyposażonym w interfejs I2C.

 

Fot. 2. Elementy wyposażenia sprzętowego zestawu STM32F769I-DISCO

 

Duża moc obliczeniowa mikrokontrolera zastosowanego w zestawie pozwoliła na przygotowanie efektownych przykładów aplikacyjnych, które są domyślnie zapisane w pamięci Flash mikrokontrolera. Wśród nich są zarówno znane już z zestawu STM32F429I-DISC1 odtwarzacze multimedialne i rejestrator audio, pokazany po raz pierwszy w zestawie STM32F746G-DISCO serwer VNC, a w ramach promowania bibliotek graficznych TouchGFX i Embedded Wizard przygotowano także przykłady interfejsów użytkownika kilku aplikacji z wykorzystaniem obydwu bibliotek (jeden z przykładów pokazano na fotografii 3).

 

Fot. 3. Jeden z przykładów użycia bibliotek graficznych dostępnych dla użytkowników zestawu STM32F769I-DISCO

 

Fot. 4. Wygląd zestawu STEVAL-IDI004V2

 

Nieco bardziej rewolucyjną nowością narzędziową jest STEVAL-IDI004V2 (fotografia 4), który integruje w sobie wszystkie standardowe interfejsy radiowe, tworząc wdzięczną platformę do eksperymentów, także w „branży” IoT. W zestawie zintegrowano 4 nowoczesne interfejsy radiowe, których działanie można weryfikować jednocześnie w ramach jednego rozwiązania sprzętowego i jednej aplikacji. Są to:

  • interfejs WiFi 2,4 GHz IEEE 802.11 b/g/n wykonany na module SPWF01SA.11, wyposażony w stos TCP/IP z obsługą protokołu bezpieczeństwa TLS/SSL i możliwość bezprzewodowej wymiany firmware,
  • interfejs ISM 868 MHz wykonany na module SP1ML-868 (wbudowany transceiver SPIRIT1),
  • interfejs Bluetooth 4.0 (BLE) wykonany na module SPBT2932DM,
  • interfejs NFC wykonany na transceiverze HFC CR95HF, działającym w paśmie 13,56 MHz.

Zestawienie najważniejszych cech poszczególnych interfejsów radiowych pokazano na rysunku 5.

 

Rys. 5. Porównanie cech różnych interfejsów radiowych

 

Wszystkie moduły radiowe użyte w prezentowanym zestawie wyposażono w zintegrowane anteny, przy czym moduły BT/ISM/WiFi korzystają z miniaturowych anten ceramicznych montowanych na płytkach modułów, transceiver NFC współpracuje z anteną o większych wymiarach, wykonaną na płytce drukowane zestawu.

 

Rys. 6. Okna aplikacji dla Androida, umożliwiającej obsługę zestawu STEVAL-IDI004V2

 

Wszystkie moduły radiowe są obsługiwane za pomocą poleceń AT+, komunikują się one z otoczeniem za pośrednictwem interfejsów UART. Transceiver NFC wykorzystuje do komunikacji z otoczeniem interfejs SPI. „Otoczeniem” modułów radiowych w prezentowanym zestawie jest mikrokontroler STM32F103RE, który domyślnie spełnia rolę mostka komunikacyjnego, który współpracuje z aplikacją konfiguracyjną z funkcjami użytkowymi dla Androida/iPhone (rysunek 6) oraz aplikacją konfiguracyjną przygotowaną dla PC, która komunikuje się z mikrokontrolerem za pomocą USB wbudowanego w zestaw. Konstruktorzy zestawu wyprowadzili interfejs SWD tego mikrokontrolera, co pozwala użytkownikowi na zapisanie w pamięci Flash i użycie własnego firmware. Podobny zabieg zastosowano w przypadku modułów WiFi i ISM – każdy z nich ma wbudowany własny mikrokontroler z rodziny STM32, w którym użytkownik może wymienić firmware, dostosowując funkcjonalność modułów do własnych potrzeb. Ze względu na dobrą jakość stosów komunikacyjnych zaimplementowanych w modułach radiowych potrzebę ich wymiany lub modyfikacji będzie miało niewielu konstruktorów, ale cenne jest to, że pomimo prostoty zestawu taka możliwość jest dostępna.

Andrzej Gawryluk

 

Autor: