电赛主控----GK_F103VE_1.0

一、GK_F103VE_1.0电赛主控简介

      电赛主控设计介绍，个人简介、设计简介及资源获取_哔哩哔哩_bilibili
       1、GK_F103VE_1.0是基于STM32F103VET6设计的一款电赛主控板，教程以STM32CubeMX配置驱动为基础，视频教程会持续在B站更新。

       2、设计理念：充分发挥F1硬件性能，学习+竞赛两不误，既可以用来学习嵌入式技术，又可以用来打电赛，是我们学校多年来必学的一款开发板。

                              开发板以外设接口扩展为主，扩展端口全部采用接插口，连接牢靠，方便做功能扩展。

       3、STM32F103VET6大容量F1系列，主要参数：64K RAM、512KROM 、最高72M主频、100管脚等。内部功能外设齐全，非常适合做电赛主控。

             外围硬件电路尽可能发挥出F1系列硬件特性，包含LED、独立按键、串口（TTL、及RS485接口）、CAN接口、IIC接口、SPI接口、TFT接口、

             AD/DA接口、SOID接口、无线模块接口、双路直流电机控制接口、双路步进电机控制接口、USB从设备等。

 

二、B站教程链接

01_GPIO_LED，STM32CubeMX配置GPIO，STM32的GPIO使用，HAL库提供的相关GPIO函数使用及设计思路分析_哔哩哔哩_bilibili

02_Debug，STM32CubeMX配置USART1，实现格式化信息输出，库函数使用，printf函数_哔哩哔哩_bilibili

03_GPIO_Key,STM32CubeMX配置GPIO输入模式，独立按键检测程序设计_哔哩哔哩_bilibili

04_EXIT，STM32CubeMX配置EXIT，STM32的EXIT(外部中断)的使用，外部中断回调函数重写_哔哩哔哩_bilibili

05_DWT，使用STM32的DWT外设实现精确时间测量_哔哩哔哩_bilibili

06_FSMC，STM32CubeMX配置FSMC，驱动TFT，STM32的FSMC驱动LCD，ILI9341驱动_哔哩哔哩_bilibili

06_TFT_XPT2046，TFT触摸驱动，STM32CubeMX配置SPI，XPT2046驱动，触摸控制芯片_哔哩哔哩_bilibili

07_1_UART_Tx，STM32CubeMX配置UART，STM32的UART发送功能，使用串口，数据发送_哔哩哔哩_bilibili

07_2_UART_Rx，STM32CubeMX配置UART，STM32的UART使用，串口中断接收。_哔哩哔哩_bilibili

07_3_UART_Rx_DMA，STM32CubeMX配置UART，STM32的IDLE使用，串口IDLE中断 + DMA接收_哔哩哔哩_bilibili

07_4_UART_RS485，STM32CubeMX配置UART，串口IDLE中断 + DMA接收实现RS485接口收发_哔哩哔哩_bilibili

08_WSOS，WSOS任务管理器的移植及使用_哔哩哔哩_bilibili

09_MPU6050，MPU6050驱动，STM32CubeMX配置I2C，STM32的I2C使用_哔哩哔哩_bilibili

10_I2C_OLED，STM32CubeMX配置I2C，OLED驱动，STM32的硬件I2C接口使用，HAL库提供的相关部分I2C函数使用及设_哔哩哔哩_bilibili

10_I2C_OLED_2_DMA，STM32CubeMX配置I2C、DMA，I2C+DMA驱动OLED，STM32的硬件I2C接口使用_哔哩哔哩_bilibili

11_SDIO，STM32CubeMX配置SDIO，SD卡读写，STM32的SDIO使用，HAL库提供的相关SDIO函数使用及设计思路分析_哔哩哔哩_bilibili

12_FatFs，STM32CubeMX配置FatFs，FatF+SDIO挂在SD卡，实现文件读写，FatFs部分函数使用_哔哩哔哩_bilibili

13_Font，FatF+SDIO读取字库文件，实现TFT汉字显示_哔哩哔哩_bilibili

14_1_Picture，STM32CubeMX配置FatFs+SDIO，通过FatFs文件系统读取bmp格式图片文件，获取文件图片相_哔哩哔哩_bilibili

14_2_Picture_Dislay，bmp格式图片在TFT上显示程序设计，STM32CubeMX配置FatFs+SDIO_哔哩哔哩_bilibili

15_W25Q128,STM32CubeMX配置SPI，W25Q128驱动设计_哔哩哔哩_bilibili

16_Config,STM32CubeMX配置SPI，配置参数结构设计及掉电存储，W25Q128静态存储_哔哩哔哩_bilibili

17_USB_MSC_W25Q128，STM32CubeMX配置USB ，MSC模式，使用W25Q128做存储介质，实现U盘。_哔哩哔哩_bilibili

18_USB_MSC_SDIO, STM32CubeMX配置USB + SDIO ，SD卡挂在，实现读卡器_哔哩哔哩_bilibili

19_USB_FatFs，电赛主控，USB 与 FatFs 同时挂载W25Q128，实现文件传输_哔哩哔哩_bilibili

20_Font_Copy，电赛主控，STM32CubeMX配置USB + SDIO+FatFs ，拷贝字库文件到W25Q128_哔哩哔哩_bilibili

21_Font_Init，电赛主控，系统上电自动拷贝字库文件到W25Q128，实现点阵信息快读读取。_哔哩哔哩_bilibili

22_1_DAC_voltage，电赛主控，STM32CubeMX配置DAC，实现电压输出_哔哩哔哩_bilibili

22_2_DAC_signal，电赛主控，STM32的DAC实现简易正弦、方波、三角信号输出_哔哩哔哩_bilibili

 

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三、GK_F103VE_1.0开发板接口介绍
1、最小系统设计
          a、主芯片STM32F103VET6，带备用电池，方便做RTC(实时时钟)实验；

          b、数字地于模拟地隔离，使用TL31设计2.5V参考电压，供给VREF，ADC/DAC参考电压2.5V；

          c、高速时钟8M，低速时钟32.768；

          d、设计6针模式切换接口，方便设置启动模式；

          e、下载使用标准20针JTAG接口，引出PA13、PA14、PA15、PB3、PB4，既可以JTAG下载，又可以SWD下载；

          f、设计 mini USB  接口，可以实现 USB   MSC、HID等从设备。

2、LED接口电路
       设计2颗LED,共阳接3.3V,低电平点亮。LED是入门GPIO操作最好的载体，也是电子设备运行状态指示。

3、TF卡接口

       STM32F103VET6自带SDIO外设，对于SD卡操作非常方便，硬件设计使用TF卡座，通信接口使用4bit数据位宽。

SDIO+FatFs可以实现对TF卡内文件的读写操作，满足系统对大容量文件需求，例如字库文件，图片文件，我们都可以

通过内存卡进行加载。

4、按键接口电路
        设计5路按键输入，独立按键连接方式，配置GPIO带上拉输入，按键按下输入低电平。按键是人机交互的重要输

入设备。

5、蜂鸣器、热敏电阻接口电路
        蜂鸣器通过三极管驱动，低电平有效，蜂鸣器是电子设备上必备提示设备。热敏电阻是用来实验MCU AD转换的

载体，可以用来验证ADC采集结果，同时测量环境温度。

6、串行通信接口电路
         STM32F103VET6带5路串口输出，USART2做RS485接口输出，使用MAX485做电平转换接口芯片。USART1、USART3及

UART4 TTL电平接口，对应管脚是FT（耐5V电压），管脚接口电源选择5V，方便扩展功能模块，同时输入管脚接上拉电路，

稳定输入电平。USART1、USART3管脚也可以映射为I2C1、I2C2，所以两个接口是USART、I2C复用。

7、SPI接口电路
         SPI是MCU与外围功能芯片及模块通信的主要接口，设计SPI接口主要是方便扩展对应接口的芯片及模块，相应I/O（PA15、

PB3、PB4、PB5）都是FT管脚，接口电源使用5V，增强扩展性。SPI3与JTAG调试接口I/O冲突，所以在使用SPI3的时候不能使

用JTAG调试。

8、ADC/DAC接口电路

       STM32F103VET6带两路DAC输出，对用接口管脚是PA4、PA5；两路ADC输入，对应接口管脚是PA0、PA1。模拟电路参考

电压VREF为2.5V，DAC输出电压为0~2.5V可调，ADC可采集电压范围0~2.5V，接口电源电压为模拟3.3V，同时串联保护二极管，

防止外部高电压倒灌开发板的3.3V电源网络。在进行模拟电路设计时，ADC/DAC是重要的数据交互接口。

 

9、直流电机控制接口电路
        设计双路直流电机控制及调速接口，需要外接驱动板，每路电机使用3个I/O控制，1个调速，2个控制方向，接口直接适

配淘宝直流电机驱动模块，见下图。接口6个I/O为TIM1的互补输出，可输出SPWM信号。

10、步进电机控制接口电路
        设计双路步进电机控制及调速接口，每路电机使用3个I/O控制，1个调速，1个控制方向，1个使能，需要外接驱动板驱动

步进电机，双路步进电机驱动接口可以完成二维云台的控制。

11、TFT接口电路
      STM32F103VET6拥有FSMC（可变静态存储控制器）接口  ，TFT接口采用8080接口，可以直接使用FSMC接口驱动，

触摸芯片通信接通使用SPI2，与W25Q128公用SPI接口，通过片选分时操作。

12、SPI FLASH接口电路
        开发板设计了W25Q128 静态存储芯片，16M SPI FLASH , 可以实验SPI通信，静态存储、文件系统、制作U盘等。

通信接口使用SPI2，同时SPI2还用在TFT触摸芯片通信，通过片选实现不同的芯片的通信，W25Q128片选为PA6。

13、CAN接口电路
       CAN接口是属于STM32系列MCU比较典型的外设，基于STM32CubeMX开发使得驱动设计变得简单，在开发板上

实验这个接口也是非常重要的。CAN采用TJA1050电平转换芯片。

14、自动下载接口电路
       开发板设计是USB转串口接口，芯片使用CH340C，用RTS、DTR管脚控制BOOT0、RST实现串口程序自动下载，

在没有STLINK或JTAG调试器的情况下，可以用USB MINI接口线进行程序下载。

15、无线通信接口电路

          无线通信接口使用NRF24L01模块，SPI通信接口，使用SPI3接口，可以实现开发板之间的无线通信。

16、电源电路

         电源电路使用LM2596-5.0  DC/DC 芯片降压，开发板供电电压7.2~24V，用AMS1117-3.3A转3.3V电源，使用

电感与0Ω电阻隔离数字地与模拟地。

四、实物图片