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1、火牛STM32开发板用户手册1.产品规格 火牛 STM32开发板采用意法半导体（ST）公司推出基于 ARM CortexM3内核的 STM32F103增强型系列芯片 STM32F103VC组成。板上资源丰富,具有以太网（Ethernet）、MP3、USB主机（Host）、USB从机(Device)、nand flash、TFT LCD、串口（UASRT）、I2C、SPI、AD、DA、PWM、蜂鸣器等接口。颇具特色的设计理念加上丰富的例程（均提供源代码）使得火牛STM32开发板非常适合初学者学习入门和项目评估使用。 板上资源： CPU:意法半导体公司（ST）基于 ARM Cortex-M3的 3
2、2位处理器芯片 STM32F103VC LQFP100脚，片内具有 256KB FLASH，48KB RAM (片上集成12Bit A/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等资源)。 32位 RISC性能处理器 32位 ARM Cortex-M3结构优化 72 MHz 运行频率，1.25 DMIPS/MHz 硬件除法和单周期乘法快速可嵌套中断，612个时钟周期具有 MPU保护设定访问规则支持一个 TFT彩色液晶屏(需要另外搭配)，搭配 2.8寸 TFT真彩触摸屏模块或 3.2寸 TFT真彩触摸屏模块(由用户选择)大屏幕 320*240，26万色 TFT-LCD，支持 8/16
3、位总线接口，镜面屏，超高高度，模拟 IO控制,彩屏模块上配置 ADS7843触摸控制器，支持一个 SD卡（SPI方式）可用于存储图片、数据等，支持一个 AT45DBxxx的 DATA FLASH（可用于存储汉字库和图片或数据等）。 板载128M或 256M NAND FLASH模拟 IO控制，可以自行更换更大容量的NAND FLASH 如：512M。满足大容量数据采集、数据表格存储，文件管理等应用，MP3歌曲存放等要求。 板载VS1003B 高性能 MP3解码芯片，支持解码音乐格式包括 MP3、WMA、WAV、MIDI、P-MIIDI，录音编码格式 IMA ADPCM（单声道）。麦克风和线入（
4、Line input）两种输入方式；支持 MP3和 WAV流；低功耗；具有内部锁相环时钟倍频器；高质量的立体声数模转换器（DAC）；16位可调片内模数转换器（ADC）；高质量的立体声耳塞驱动（30欧）；单独的模拟、数字和 IO供电电源；串行的数据和控制接口（SPI） 一个USB 主机接口，板载 CH376 USB主机控制芯片，CH376 是文件管理控制芯片，用于单片机系统读写 U 盘或者 SD 卡中的文件 CH376 支持 USB 设备方式和USB 主机方式，并且内置了 USB 通讯协议的基本固件，内置了处理 Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件，内置了 FAT16和 FA
5、T32 以及 FAT12 文件系统的管理固件，支持常用的 USB 存储设备（包括 U 盘/USB 硬盘/USB闪存盘/USB读卡器）。支持 1.5Mbps低速和 12Mbps 全速 USB 通讯，兼容 USB V2.0，外围元器件只需要晶体和电容。支持 USB-HOST 主机接口和 USB-DEVICE 设备接口，支持动态切换主机方式与设备方式。支持 USB 设备的控制传输、批量传输、中断传输。自动检测 USB 设备的连接和断开，提供设备连接和断开的事件通知。内置固件处理海量存储设备的专用通讯协议，支持 Bulk-Only传输协议和 SCSI、UFI、RBC 或等效命令集的 USB 存储设备（
6、包括 U盘/USB 硬盘/USB 闪存盘/USB读卡器）。 内置 FAT16 和 FAT32 以及 FAT12 文件系统的管理固件，支持容量高达 32GB的U盘和SD卡。提供文件管理功能：打开、新建或删除文件、枚举和搜索文件、创建子目录、支持长文件名。 提供文件读写功能：以字节为最小单位或者以扇区为单位对多级子目录下的文件进行读写。提供磁盘管理功能：初始化磁盘、查询物理容量、查询剩余空间、物理扇区读写。提供 2MB/24MHz 速度的 SPI 设备接口，支持连接到单片机的 SPI 串行总线。 一个以太网接口，板载 MicroChip公司高性能 SPI总线的单芯片网络接口ENC28J60以太网控
7、制芯片，IEEE 802.3 兼容的以太网控制器集成 MAC 和10BASE-T PHY，支持全双工和半双工模式，使用带网络变压器和连接、收发指示 LED的 RJ45插座。一个 USB 从机接口（STM32F103VCT6芯片内置） 一路 CAN通信接口,驱动器芯片 SN65VHD230 一路 RS485通信接口，驱动芯片 SP3485 两路 RS232接口，驱动芯片 MAX3232 一个 SD卡座 SPI方式控制方式 一个 I2C存储器接口,标配 24LC02(EEPROM) 一个 SPI存储器接口,标配 AT45DB161D(DATA FLASH一路 ADC调节电位器输入两路 ADC输入接
8、线端子引出一路 DAC输出接线端子引出一个蜂鸣器、四个用户 LED灯、一个电源指示灯，一个 USB通信指示灯，三个用户按键，一个五向摇杆按键，一个系统复位按键电源选择跳线，支持外接 5V电源供电，USB供电所有 I/O口通过 2.54MM标准间距引出,方便二次开发 板子规格尺寸:15CM X 11CM 2.电路及接口说明 由于空间有限标注未能一一说明每个接口和 IC的定义和功能，需详细接口定义资料请参考电路原理图。 2.1Power supply（电源供给） 火牛开发板采用外部5V电源输入、USB接口提供5V电源输入 5V DC 电源适配器连接到CN10，电源选择跳线J5插到1-2处。选择外部
9、5V电源供电。把USB电缆连接到USB口 CN14，电源选择跳线J5插到2-3处，选择USB5V电源供电。Note: CN10电源插座为内芯是正极外芯是负极。输入电压不得超过5V 5%。表1、电源选择跳线设置描述 Jumper描述 J5 J5用于选择外部 5V电源座输入 5V电源供电， USB供电。跳线短路帽在 1-2处为外部 5V供电，2-3处为 USB口供电。2.2 Boot option（启动选项） 火牛开发板可以采用以下几种启动方式： Embedded user Flash （默认） System memory with boot loader for ISP Embedded SRA
10、M for debugging 启动方式通过配置BOOT1（JP4）和BOOT0（JP7）选择跳线设定。 表2、启动方式选择跳线设置描述 BOOT1（JP4） BOOT0（JP7）启动模式描述 ANY （1 -2、 2-3 oropen） 2-3 火牛开发板设定为 User Flash 启动方式。 BOOT1可以任意位置，如插到 1-2、 2-3或是开路（既不插）默认是插到 2-3(Default setting) 2-3 1-2 火牛开发板设定为 System Memory启动方式。 1-2 1-2 火牛开发板设定为 Embedded SRAM启动方式。注：默认设置是把 BOOT0（JP7）
11、 BOOT1（JP4）都设置到 2-3，这样是运行用户烧进去的程序。当要进行串口烧写程序时，把 BOOT0（JP7）设置到 1-2，按一下复位键将串口线和 PC连接后插到 CN1（USART1）口上。用 ST官方的 ISP软件连接后就能对芯片进行程序烧写了，值得注意的是烧好程序后记得把 BOOT0（JP7）设置回 2-3，这样才能运行刚刚烧好的用户程序。2.3 Clock source（时钟源） 火牛开发板由五个时钟源提供系统时钟、RTC时钟、USB HOST时钟、以太网时钟、MP3时钟。 Y1，12.288MHZ晶震，做为MP3芯片的时钟源。Y2，8MHZ晶震，做为系统的时钟源，如果采用内部
12、8M RC震荡器Y2可以不接。 Y3，32.768kHZ晶震，做为RTC的时钟源.Y4，25MHZ晶震，做为以太网芯片ENC28J60的时钟。Y5，12MHZ晶震，做为USB HOST芯片的时钟。Note: JP6为1-2时连接电源给RTC，当JP6为2-3时连接后备电池供电给RTC。2.4、复位方式 复位信号在金牛开发板上是低电平复位。复位方式包括以下几种方式：复位按键Reset（S1） 通过JTAG仿真下载口输入复位信号2.5 模拟输入 CN9 的 AIN0、AIN1、连接到STM32F103VC的外部模拟输入引脚PB0、PB1上。AD调节电位器输入VR1 连接到PC5。2.6 DAC输出
13、 CN9 的 DAC 连接到STM32F103VC的DAC输出引脚PA4。DAC输出引脚与SPI1_NSS引脚复用。如要使用 DAC 需要拔掉JP3跳线。JP3跳线默认是插上，既分配给SD卡检测信号SD_CD使用。 2.7 USB-HOST 火牛开发板具有一个USB A型 USB HOST 全速接口（CN12）开发板可采用这个USB口连接USB外设,如: U盘、USB鼠标、USB键盘等设备。USB-A型连接器对外接的设备提供5V电源。USB HOST功能采用CH376T芯片实现, CH376 是文件管理控制芯片，用于单片机系统读写U 盘或者SD 卡中的文件CH376支持USB 设备方式和USB
14、 主机方式，并且内置了USB 通讯协议的基本固件，内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件，内置了FAT16和FAT32 以及FAT12 文件系统的管理固件。使得用户非常容易操作，只需几个简单的命令就能对USB设备进行读写操作。表3、USB A B型引脚功能引脚序号 功能名 典型电线颜色 1 VBUS 红 2 D-白 3 D+ 绿 4 GND 黑 2.8 USB-DEVICE 火牛开发板提供了1个全速USB2.0 设备端口，通过标准的USB-B型连接器引出。通过该连接器，可以由PC给目标供电（最大电流500mA限制）。JP9跳线选择USB-D+信号线上的上拉电阻是通过
15、PC9引脚控制还是通过JP9直接控制，JP9设置到1-2设置USB由PC9引脚控制，设置到2-3使USB不受控制，直接打开USB。USB控制信号低电平有效。2.9 显示接口 火牛开发板的CN4接口可以连接一个2.8 或3.2寸的320X240 TFT彩色LCD，LCD数据线连接到STM32F103VC的PE口。4个红色LED（LD1、2、3、4）连接到标准IO口PD8、9、10、11用于显示。表4、彩色TFT LCD接口描述 引脚定义如下： 引脚 信号描述 对应IO 引脚信号描述对应IO引脚信号描述对应IO 1 3V3 电源 2 GND 地 3 DB00 PE0 4 DB01 PE1 5 DB
16、02 PE2 6 DB03 PE3 7 DB04 PE4 8 DB05 PE5 9 DB06 PE6 10 DB07 PE7 11 DB08 PE8 12 DB09 PE9 13 DB10 PE10 14 DB11 PE11 15 DB12 PE12 16 DB13 PE13 17 DB14 PE14 18 DB15 PE15 19 CS PD12 20 RS PD13 21 WR PD14 22 RD PD15 23 RESET RESET 24 NC NC 25 MISO PA6 26 INT PC4 27 MOSI PA7 28 NC NC 29 SCK PA5 30 NC NC 31
17、TP_CS PC6 32 NC NC 2.10 EEPROM 火牛开发板外接一个24LC02 EEPROM 连接到STM32F103VC的I2C1总线上，PB6接EEPROM的SCL，PB7接EEPROM的SDA。 2.11 CAN 火牛开发板支持一路CAN2.0A/B总线通信接口。使用 SN65HVD230 (U5) 作为CAN 驱动器。CAN接口采用5.08mm间距的接线端子引出。2.12 RS-232和RS-485 火牛开发板的一路RS-485通信接口CN2和两个RS-232通信接口CN1、CN3连接到STM32F103VC的USART1和USART2。两个控制信号Bootloader_
18、BOOT0 和Bootloader_RESET,也同时连接到CN1的RS-232接口上用于自动ISP烧写（无需设置BOOT0跳线）。如需不设置BOOT0跳线就能ISP需用第三方串口下载软件。 2.13 SD card 火牛开发板上的SD卡接口连接到STM32F103VC的SPI2上。SD卡的检测信号连接到标准IO口PA4，SD卡的电源控制信号连接到标准IO口PC8。要使用SD卡功能必须短接JP3跳线。表5、 SD卡插入检测跳线接口描述 JP3 描述 短路（close）连接 SD卡检测信号开路（open）禁止连接 SD卡检测信号 2.14 Ethernet 火牛开发板支持10M以太网通信接口，采
19、用ENC28J60 (U8) 和一个内带网络滤波器的RJ45连接座（J4）。通过SPI1连接以太网芯片。2.15 MP3解码 火牛开发板板载VS1003B 高性能 MP3解码芯片，支持解码音乐格式包括 MP3、WMA、WAV、MIDI、P-MIIDI，录音编码格式 IMA ADPCM（单声道）。麦克风和线入（Line input）两种输入方式；支持 MP3和 WAV流，高质量的立体声数模转换器（DAC）高质量的立体声耳塞驱动（30欧）、串行的数据和控制接口（SPI）。MP3控制接口连接到 SPI2。 表6、 MP3音频接口描述接口 描述 J1 麦克风输入插座，用于连接麦克风。 J2外部声音输入
20、插座，连接音源。J3耳机输出插座,连接耳机2.16 大容量数据存储（128M或256M NAND FLASH） 板载128M或256M 大容量 NAND FLASH采用模拟IO控制，可应用于大容量数据采集、数据表格存储，文件管理等应用，MP3歌曲存放等。NAND FLASH 跟TFT LCD共用数据接口和读写信号线，而地址和和命令控制信号是独立的。3、 接口定义（Connectors） 3.1 模拟输入、DAC输出接口CN9定义 Pin number Description Pin number Description 1 AIN0 4 GND 2 AIN1 3 DAC 3.2 CAN总线接口
21、CN2定义 Pin number Description Pin number Description 1 5V 4 2CANH53 CANL6CND3.3 RS485总线接口CN2定义 Pin number Description Pin number Description 4 485B 5 485A 6 GND 3.4 RS232通信接口CN1、CN3定义 RS232 connector CN1、CN3 (front view)CN1定义 Pin number Description Pin number Description 1 NC 6 NC 2 USART1_PA9 7 RTS（
22、控制BOOT0） 3 USART1_PA10 8 NC 4 DTR（控制RESET） 9 NC 5 GND CN3定义 Pin number Description Pin number Description 1 NC6NC 2 USART2_PA2 7 NC 3 USART2_PA3 8 NC 4 NC 9 NC 5 GND 3.5 JTAG调试接口CN13 定义 Pin number Description Pin number Description 1 3.3V power 2 3.3V power 3 PB4 4 GND 5 PA15 6 GND 7 PA13 8 GND 9 PA
23、14 10 GND 11 RTCK 12 GND 13 PB3 14 GND 15 RESET# 16 GND 17 DBGRQ 18 GND 19 DBGACK 20 GND 3.6 USB A CN12、USB B CN14USB-A型插座是用在主机上的 USB-B型插座是用在外设上的注：以下均为插座或插头的前视图，即将插座或插头面向自己。 USB A型插座和插头USB B型插座和插头 USB B（CN14）连接座引脚定义如下：脚位编号功能描述脚位编号功能描述 1 VBUS 4 GND 2 D- (PA11) 3 D+ (PA12) 3.7 以太网 RJ45 连接座 J4 以太网连接座J4
24、正面视图RJ45 connector J4Pin number Description Pin number Description 1 TxData+ 2 TxData 3 RxData+ 4 Shield 5 Shield 6 RxData 7 Shield 8 Shield 3.8 SD card连接座 CN11 Pin number Description Pin number Description 1 SDcard_CS (PB12) 7 SDcard_DOUT(PB14) 2 SDcard_DIN(PB15) 8 NC 3 Vss/GND 9 NC 4 +3V3 10 SDcard_detect (PA4) 5 SDcard_CLK (PB13) 11 GND 6 Vss/GND 12 NC