【航顺训练营】HNUCLEO-64 核心板 (431543A) - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 【航顺训练营】HNUCLEO-64 核心板 (431543A)

简介:NUCLEO-64 制作的兼容板 HNUCLEO-64,基于 Cortex-M3 HK32F103RBT6。

开源协议: CC-BY-NC-SA 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2021-03-08 16:54:15
更新时间: 2023-05-06 14:30:06
描述
# HNUCLEO-64 核心板 ## 简介 参考 NUCLEO-64 制作的兼容板 HNUCLEO-64,基于 Cortex-M3 HK32F103RBT6(C482565),兼容其他同引脚数芯片(HK32F030Rx)以及其他厂商的 64PIN 单片机,只需修改个别短路点。 通信接口改为 USB-C,预留 Arduino 接口与 ST Morpho 接口。兼容 Arduino 软件框架,支持各种Arduino扩展板。支持 mbed,支持 mbed SDK 及在线工具快速搭建产品原型。 使用不同芯片(F0, F1, F4)时需要连接板子底部的不同短路点;修改电路功能也是通过连接短路点进行。具体连接方式后续会更新。 板载仿真器可以刷 J-Link, ST-Link, DAP-Link 固件,图中暂时画的是 STM32F103CBT6,HK32F103CBT6A 芯片是否可以做为仿真器芯片待实验(之前错买了HK32F103CBT6,不带 USB 功能)。若需要一键下载程序最好用 J-Link 固件,ST-Link 烧录 HK32 芯片可能会出现错误。固件后续实验完成后会整理上传。 ## PCB打样与元器件购买 由于兼容多款芯片,排针对应的引脚定义可能会改变,故提供两个版本的 PCB,区别仅在有无两侧排针标注上,标注对应 F103 芯片引脚定义。 本工程的 PCB 最小线宽与间距为 6mil,最小过孔孔径为 12mil,符合常规工艺打板要求。大小为 70.1mm*82.55mm,共两层。 元器件选择:阻容元件与 LED 均为 0603 封装(10uF 电容为 0805 封装),所有排针排母引脚间距均为 2.54mm。其他元件可以根据 BOM 配单或者自行选购。 ## 短路点设置 标号为 SBxx 的元件为跳线点,主要功能是选择功能与引脚适配制作电路时可以直接短路或使用 0R 电阻焊接。标号并非连续,是为了和 NUCLEO 板兼容,修改成了相同的标号。 下面给出短路点功能以及使用 HK32F103RBT6 时的默认设置: ### 功能性短路点 | 标号 | 功能 | 默认值 | | :--- | :--- | :--- | | SB2 | 3.3V LDO 输出连接,可换为 6V0.5A 自恢复保险丝 | 连接 | | SB11 | 仿真器芯片复位引脚,使用时可用镊子短路 | 断开 | | SB12-16 | 仿真器与板子连控制,使用仿真器时需要连接 | 连接 | | SB17 | 按键 B1 连接到 PC13 | 连接 | | SB21 | LED 灯 LD2 连接到 D13 | 连接 | | SB45 | 用 VDD 作为 VBAT 输入 | 连接 | | SB48 | PC15(OSC32_OUT) 输出 | 断开 | | SB49 | PC14(OSC32_IN) 输出 | 断开 | | SB54 | PD1(OSC_OUT) 输出 | 连接 | | SB55 | PD0(OSC_IN) 输出 | 断开 | | SB50 | 用仿真器输出 MCO 作为时钟输入 | 连接 | | SB57 | 用 VDD 作为 VDDA 输入 | 连接 | | SB60 | 连接 VSS 与 VSSA | 连接 | | SB63 | PA2 引出 | 断开 | ### 兼容性短路点 | 标号 | 功能 | 默认值 | | :--- | :--- | :--- | | SB61,62 | PIN17 功能选择 VREF(VDDA) PA3 | NONE | | SB53,58,59 | PIN18 功能选择 VSS PF4 PA3 | SB53 | | SB43,47 | PIN19 功能选择 VDD PF5 | SB43 | | SB64,65 | PIN27 功能选择 PB1 VREF(VDDA) | SB64 | | SB38 | PIN31 功能选择 VSS VCAP | SB38 | | SB34,37 | PIN33 功能选择 VDDA PB12 | SB37 | | SB26,27 | PIN34 功能选择 PB14 PB13 | SB27 | | SB22,23 | PIN35 功能选择 PB15 PB14 | SB23 | | SB18,19 | PIN36 功能选择 PD8 PB15 | SB19 | | SB32,33 | PIN47 功能选择 PF6 VSS VCAP | SB33 | | SB30,31 | PIN48 功能选择 PF7 VDD | SB31 | | SB20,40 | D11 引脚选择 PB15 PA7 | SB40 | | SB24,41 | D12 引脚选择 PB14 PA6 | SB41 | | SB29,42 | D13 引脚选择 PB13 PA5 | SB42 | | SB46,56 | A4 引脚选择 PB9 PC1 | SB56 | | SB51,52 | A5 引脚选择 PC0 PB8 | SB51 | | SB25,36 | 引出引脚选择 PB15 PA7 | SB25 | | SB28,39 | 引出引脚选择 PB14 PA6 | SB28 | | SB35,44 | 引出引脚选择 PB13 PA5 | SB35 | ## 硬件焊接 主控芯片为 HK32F103RB 时,参考焊接成品如下: ![IMG_20210318_170731.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/rvF6CiOyZcZoZ4xdNBumpkC9sOcBtPQBWDX3RIG1.jpeg) ![IMG_20210318_170742.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/VUSQp79u6nBYB27ejxwQZJPwDN28tdm4IxTWCe1f.jpeg) ## 调试器烧录 焊接完成后,需要先烧录调试器固件。 如需烧录多个固件,推荐准备一个 J-Link 或者 ST-Link V2-1。在烧录 ST-Link 或 J-Link 固件后,会禁止读取 SWD 口,此时如果想要换其他的固件,就需要新建一个 Keil 工程使用 J-Link 烧录一下,此时会提示芯片读保护,写入可能出现问题,点击确定可以将固件覆盖掉,然后就可以刷其他的固件。或者用其他的 bin 文件通过 U 盘烧录一下覆盖原来的固件再烧录其他的固件。 调试器固件见附件:**调试器固件.zip**,请阅读文件夹内说明操作。 主控芯片使用 HK32 时,推荐烧录 J-Link 固件,可以在 PlatformIO IDE 中配置一键下载。在 Arduino IDE 中选择 Nucleo-64 开发板时,下载方式备选会只有 ST-Link,如需使用 Arduino IDE,推荐选择芯片型号,即 Generate xxx,缺点是无法直接使用板子上的对应引脚标号,且缺少默认串口等的宏定义。本工程示例中将使用 PlatformIO IDE 与 J-Link 固件。 ## 工程示例1 贪吃蛇游戏 创建 Arduino 工程,复制 Snake.zip 中的代码,连接开发板进行编译下载即可。 通过板子上的一个按键控制转向,顺序为:下->右->上->左->下循环。如果有五向按键模块可以更改为一个按键一个方向。 ![1617072752392.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/66Wx73IZHWv66Zfga9hJtpoF0Et6CwoOBAK7yAlL.jpeg) ## 工程示例2 串口屏幕 在 PlatformIO IDE 中安装 ST STM32 开发板,打开附件中的示例工程“OLED 串口屏”,连接开发板进行编译下载即可。首次烧录可能会安装一些工具,等待工具安装完毕即可烧录程序。 请按照代码中的宏定义进行接线,使用 SPI 接口的 OLED 显示屏。烧录代码后,开发板上的 LED 会闪烁一次,然后屏幕上会显示一张图片,此时使用 Processing 软件打开脚本 ssd1306screen.pde,设置端口号为设备管理器中 J-Link 虚拟串口的端口号,运行脚本即可在 OLED 屏幕上显示出经处理的电脑屏幕影像。 ## 工程示例3 CubeMX 使用 STM32CubeMX 可以便捷地配置引脚功能,选择 Nucleo F103RB 开发板,板载的资源就会自动配置好。示例工程见附件。 ## Arduino IDE 配置方式 ![Arduino IDE 配置方式](//image.lceda.cn/pullimage/gkcP47Q3aUkXxKw1TwFkBowsrq7cDkh2w4rgRAt6.png) 附加开发板管理器网址为:https://github\.com/stm32duino/BoardManagerFiles/raw/master/STM32/package\_stm\_index\.json ## PlatformIO IDE 配置方式 在 vsc 中安装 PlatformIO IDE 扩展。 ![屏幕截图 2021-03-17 162555.png](//image.lceda.cn/pullimage/ND7UPPDUf2L0CbNfsy3Ln4VXjPZz6obZZPaXinzO.png) 安装 ST STM32 开发板。 ![屏幕截图 2021-03-17 163014.png](//image.lceda.cn/pullimage/zWKOh7K53fXcIE3wOYqvoeb4QefdgdS80SqqrE2K.png) 点击新建工程。 ![屏幕截图 2021-03-17 164553.png](//image.lceda.cn/pullimage/hmVcF9h1pHw100XfcnvhXQNPCnilDug3aHFVJIou.png) 选择对应的开发板。 ![屏幕截图 2021-03-17 165236.png](//image.lceda.cn/pullimage/PHRmjCzhCgWw4IU6ni3n6DkSwiyp1z0nzUuvrsvI.png) 修改 `platformio.ini` 文件。 ![屏幕截图 2021-03-18 171103.png](//image.lceda.cn/pullimage/gxkLc3GynzOLRx2yA6Gb9uWMI6U5BqkJJL6UMfXU.png) 点击左下角编译下载。初次下载需要安装工具链,等待安装完成后即可下载。 ![屏幕截图 2021-03-18 171103.png](//image.lceda.cn/pullimage/eypF7laU77BQjKusQw2XJE7Ff90Q2ySLkrW2uYBT.png)
设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
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ID Name Designator Footprint Quantity
1 RED LD3 LED0603_RED 1
2 8MHz X3,X1 OSC-SMD_L5.0-W3.2 2
3 STPS2L30A D4 SMA_L4.4-W2.8-LS5.4-RD 1
4 20pF C34,C33,C3,C8,C10 C0603 5
5 100nF C15,C14,C19,C20,C28,C23,C24,C27,C30,C11,C4,C1,C7,C5,C12,C6 C0603 16
6 10pF C31,C32 C0603 2
7 2.2uF C26,C25,C22 C0603 3
8 1uF C18,C21,C29,C2,C13 C0603 5
9 10uF C17,C16 C0805 2
10 HK32F103RBT6 U5 LQFP-64_L10.0-W10.0-P0.50-LS12.0-BL 1
11 ShortPad SB63,SB62,SB45,SB61,SB50,SB17,SB57,SB59,SB58,SB53,SB43,SB47,SB64,SB65,SB38,SB33,SB31,SB30,SB18,SB19,SB22,SB23,SB37,SB34,SB27,SB26,SB2,SB60,SB32,SB11,SB13,SB14,SB16,SB12,SB15,SB49,SB48,SB54,SB55,SB39,SB28,SB36,SB25,SB35,SB44,SB56,SB51,SB52,SB46,SB21,SB40,SB41,SB42,SB29,SB24,SB20 SOLDERJUMPER_2_OPEN_0603 56
12 HT7333-A U4,U1 SOT-89-3_L4.5-W2.5-P1.50-LS4.2-BR 2
13 AMS1117-5.0 U3 SOT-223_L6.5-W3.5-P2.30-LS7.0-BR 1
14 Bead L1 L0603 1
15 HDR-M-2.54_1x2 JP6,CN3,CN11,CN12,JP1 HDR-M-2.54_1X2 5
16 HDR-M-2.54_1x3 JP5 HDR-M-2.54_1X3 1
17 4K7 R30,R23,R27,R4 R0603 4
18 100R R29,R11,R24,R25,R9 R0603 5
19 10K R33,R12,R3,R2,R1 R0603 5
20 1K R32 R0603 1
21 USER B1 KEY-SMD_4P-L6.0-W6.0-P3.90-LS10.0 1
22 RESET B2 KEY-SMD_4P-L6.0-W6.0-P3.90-LS10.0 1
23 32.768KHz X2 OSC-SMD_L3.2-W1.5 1
24 STM32F103CBT6 U2 LQFP-48_L7.0-W7.0-P0.50-LS9.0-BL 1
25 BAT60JFILM D3,D2,D1 SOD-323_L1.8-W1.3-LS2.5-RD 3
26 SWD CN0 烧录点4P-2.54MM 1
27 HDR-M-2.54_1x6 CN4 HDR-M-2.54_1X6 1
28 LD_BICOLOR LD1 LED-ARRAY-SMD_4P-L3.2-W2.7-TR-RD 1
29 0 R18,R17,R19 R0603 3
30 1K5 R16 R0603 1
31 36K R10 R0603 1
32 200R R21,R20 R0603 2
33 100K R14,R6 R0603 2
34 2K7 R7 R0603 1
35 22R R5,R8,R13,R22 R0603 4
36 S9013 T1 SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR 1
37 TYPE-C16PIN CN1 USB-C-SMD_TYPE-C16PIN 1
38 HDR-M-2.54_1x4 CN2 HDR-M-2.54_1X4 1
39 HDR-F-2.54_1x6 CN8 HDR-F-2.54_1X6 1
40 HDR-F-2.54_1x8 CN6,CN9 HDR-F-2.54_1X8 2
41 HDR-M-2.54_2x20 CN7,CN10 HDR-M-2.54_2X20 2
42 510R R31 R0603 1
43 GREEN LD2 LED0603_GREEN 1
44 HDR-F-2.54_1x10 CN5 HDR-F-2.54_1X10 1

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