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CH02 实验平台硬件资源详解

本章,我们将节将向大家详细介绍 ALIENTEK 阿波罗 STM32H743 开发板各部分(包括底板和核心板)的硬件原理图,让大家对该开发板的各部分硬件原理有个深入理解,并向大家介绍开发板的使用注意事项,为后面的学习做好准备。 本章将分为如下两节: 2.1,开发板底板原理图详解; 2.2,STM32H743 核心板原理图详解 2.3,开发板使用注意事项; 2.4,STM32H743 学习方法;

2.1 开发板底板原理图详解

2.1.1 核心板接口

2.1.2 引出 IO 口

2.1.3 USB 串口/串口 1 选择接口

2.1.4 JTAG/SWD

这里,我们采用的是标准的 JTAG 接法(支持 SWD),但是 STM32 还有 SWD 接口,SWD只需要最少 2 根线(SWCLK 和 SWDIO)就可以下载并调试代码了,这同我们使用串口下载代码差不多,而且速度非常快,也能调试。所以建议大家在设计产品的时候,可以留出 SWD 来下载调试代码,而摒弃 JTAG。STM32 的 SWD 接口与 JTAG 是共用的,只要接上 JTAG,你就可以使用 SWD 模式了(其实并不需要 JTAG 这么多线),当然,你的调试器必须支持 SWD 模式,JLINK(必须是 V9 或者以上版本)、ULINK2 和 ST LINK 等都支持 SWD 调试。 特别提醒,JTAG 有几个信号线用来接其他外设了,但是 SWD 是完全没有接任何其他外设的,所以在使用的时候,推荐大家一律使用 SWD 模式!!!

2.1.5 参考电压选择端口

2.1.6 LCD 模块接口

2.1.7 复位电路

2.1.8 启动模式设置接口

表 2.1.8.1 中,BOOT_ADD0 和 BOOT_ADD1 的高 16 位地址可以由用户任意设置,其设置范围为:0X0000 0000 ~ 0X3FFF 0000,涵盖了整个 FLASH 区域、SRAM 区域和 TCM RAM 区域,基本上,可以设置从任意地址启动(低 16 位必须是 0),通过 FLASH_BOOT_PRGR 寄存器设置。 在出厂的时候,ST 默认给 BOOT_ADD0 和 BOOT_ADD1 编程为:0X0800 0000 和 0X1FF0 0000分别对应用户 FLASH 的起始地址和系统存储器地址,用于执行用户代码或者进入 BOOTLOADER状态。一般情况下我们设置 B00T0 为低电平即可,即从 0X0800 0000 的 FLASH 地址启动,执行用户代码。 这里需要注意两点: 1,STM32H7 虽然也支持串口下载(B00T0=1,从系统存储器启动),但目前没有比较好的支持 STM32H7 的串口下载软件,所以,大家必须自备 ST LINK V2 仿真器一个,用来下载和调试代码。 2,STM32H7 的 FLASH 分为 2 个 bank:Bank1 地址范围为:0X0800 0000 ~ 0X08FF FFFF共 1024KB,Bank2 地址范围为:0X0810 0000 ~ 0X081F FFFF 共 1024KB,组成一个 2MB 的FLASH 区域,用于存储用户代码。系统存储区域的 FLASH 地址这里就不做介绍,详细的说明见《STM32H7xx 参考手册》第 124 页 Table 6。

2.1.9 VBAT 供电接口

2.1.10 RS232 串口

2.1.11 RS485 接口

2.1.12 CAN/USB 接口

2.1.13 光环境传感器

2.1.14 IIC IO 扩展

2.1.15 九轴传感器

九轴传感器芯片型号为:MPU9250,该芯片内部集成了:三轴加速度传感器、三轴陀螺仪 和三轴磁力计。并且自带 DMP(Digital Motion Processor),支持 MPL,该传感器可以用于四轴飞行器的姿态控制和解算。这里我们使用 IIC 接口来访问。 同 AP3216C 一样,该芯片的 IIC_SCL 和 IIC_SDA 同样是挂在 PH4 和 PH5 上,他们共享一个 IIC 总线。9D_INT 是其中断输出脚,连接在 PCF8574(IIC IO 扩展芯片)的 P5 引脚上。

2.1.16 温湿度传感器接口

2.1.17 红外接收头

2.1.18 WIRELESS 模块接口

该接口用来连接 NRF24L01、SPI WIFI 模块等无线模块,从而实现开发板与其他设备的无线数据传输(注意:NRF24L01 不能和蓝牙/WIFI 连接)。 NRF_CE/NRF_CS/NRF_IRQ 连接在 MCU 的 PG12/PG10/PI11 上,而另外 3 个 SPI 信号则接 MCU 的 SPI2(PB13/PB14/PB15)。这里需要注意的是 PI11 还接了 ATK-MODULE 接口的KEY 信号(GBC_KEY),所以在使用 WIRELESS 中断引脚的时候,不能和 ATK-MODULE 接口同时使用,不过,如果没用到 WIRELESS 的中断引脚,那么 ATK-MODUL 接口和 WIRELESS模块就可以同时使用了。另外,PG12 同时还连接了光纤输入信号(SPDIF_RX),所以,光纤输入和 WIRELESS 接口,也不能同时使用。

2.1.19 LED

PWR 是系统电源指示灯,为蓝色。LED0(DS0)和 LED1(DS1)分别接在 PB1 和 PB0。为了方便大家判断,我们选择了 DS0 为红色的 LED,DS1 为绿色的 LED。

2.1.20 按键

2.1.21 TPAD 电容触摸按键

2.1.22 OLED/摄像头模块接口

2.1.23 有源蜂鸣器

2.1.24 SD 卡接口

SD 卡采用 4 位 SDIO 方式驱动,理论上最大速度可以达到 24MB/S,非常适合需要高速存 储的情况。图中:SDIO_D0/SDIO_D1/SDIO_D2/SDIO_D3/SDIO_SCK/SDIO_CMD 分别连接在 MCU 的 PC8/PC9/PC10/PC11/PC12/PD2 上面(即 SDMMC 接口)。特别注意:SDIO 和 OLED/ 摄像头的部分 IO 有共用,所以在使用 OLED 模块或摄像头模块的时候,只能和 SDIO 分时复 用,不能同时使用。

2.1.25 ATK 模块接口

2.1.26 多功能端口

2.1.27 光纤输入接口

2.1.28 以太网接口(RJ45)

2.1.29 I2S 音频编解码器

2.1.30 电源

2.1.31 电源输入输出接口

2.1.32 USB 串口

2.2 STM32H743 核心板原理图详解

2.2.1 MCU

2.2.2 底板接口

2.2.3 SWD 调试接口

2.2.4 SDRAM

2.2.5 NAND FLASH

2.2.6 SPI FLASH

2.2.7 EEPROM

2.2.8 RGB LCD 接口

2.2.9 串口

2.2.10 Micro USB 接口 (type-C)

2.2.11 按键

2.2.12 LED

2.2.13 电源

2.3 开发板使用注意事项

2.4 STM32H743 学习方法