STM32開發板開發過程|4通訊部分電路設計

ID:117358 · 發表于 2016-5-1 06:06

從今天開始，就開始著手設計一款STM32單片機開發板，我每天會把開發的過程跟大家分享出來，盡量做到細致，讓初學者對單片機開發有個入門的印象，同時也和大家一起探討、分享STM32單片機的學習經驗，和大家一起成長為單片機高手。
歷史回顧：
STM32開發板開發過程|1芯片選型
STM32開發板開發過程|2最小系統設計
STM32開發板開發過程|3GPIO部分設計
1. STM32F103C8T6-通訊口介紹C8T6單片機有如下幾個通訊口：

UART通訊3個
PA9 - UART1，TXD;
PA10- UART1，RXD;
PA2 - UART2，TXD;
PA3 - UART2，RXD;
PB10- UART3，TXD;
PB11- UART3，RXD;
I2C通訊2個
PB6 - I2C1，SCL;
PB7 - I2C1，SDA;
PB10-I2C2，SCL;
PB11-I2C2，SDA;
SPI通訊2個

      PA5  - SPI1，SCK;
      PA6  - SPI1，MISO;
      PA7  - SPI1，MOSI;
      PB13 - SPI2，SCK;
      PB14 - SPI2，MISO;
      PB15 - SPI2，MOSI;

CAN通訊1個
PA11 - CAN，RXD;
PA12 - CAN，TXD;

2. UART1通訊口設計UART1可以用來ISP給單片機下載程序，所以這個接口使用CH340G通訊芯片，設計如下：

CH340G實現USB/TTL的功能，單片機的復位引腳與13腳連接，當DTR是低電平的時候實現單片機的復位，當RTS是低電平的時候BOOT0是高電平處于自舉模式。而當無程序下載時間發生時DTR和RTS均為高電平，這時候RESET引腳是高電平，BOOT0引腳是低電平，所以單片機處于運行狀態，所以該芯片可以實現ISP的自動下載。
3. UART2通訊口設計UART2連接的是MAX232芯片，實現TTL電平和232電平的轉換，其設計電路如下：

這個電路相信大家都不陌生，如果用過51開發板的朋友那肯定見過這個電路。
4. UART3/SIP2通信口設計UART3和SIP2通訊口是復用的，本設計使用SIP2功能，SIP2的功能暫時先保留，最后再介紹，目前我沒有想好如何利用該接口。
5. SIP1通訊口設計SPI1接口接入了一顆flash存儲芯片，該存儲芯片為SO8的封裝，該存儲芯片為臺灣廠商生產，容量1G，2G甚至更高都有，接口方式為SPI通訊，實現方便。

同時該接口還預留了一款4×2的2.54mm插座，可以用來實現NRF24L無線通訊。
其他幾部分的通訊設計正在設計。

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1. IIC通訊口設計IIC又叫I2C，是一種兩線時的通訊方式，最常見的就是AT24Cxx系列的存儲芯片了。本設計中通過AT24C02來實現IIC。

該芯片接在單片機的片上資源I2C1上，即可以使用片上資源實現IIC通訊，也可以通過GPIO口來模擬實現。需要注意的是具有IIC片上資源的引腳一般都是開漏極，也就是如果用作GPIO輸出的話是必須要接上拉電阻的，這一點大家在設計產品的時候務必要引起重視，否則這兩個口是無法輸出高電平的。
2. RS485通訊電路設計RS485接口是工業現場應用非常普遍的一種接口，因為可以實現主從通訊，一臺主機就可以輪訓多臺分機節點。該接口是通過UART配合電平轉換芯片來完成的。本設計中使用SP385作為電平轉換芯片。

由于只是在實驗室環境下做實驗學習之用，該電路被沒有加隔離部分，如果要應用到現場最好做隔離處理。
3. CAN通訊接口設計CAN總線目前被廣泛的應用在汽車電子和工業環境中，CAN總線也是兩線制總線，傳輸速率高、傳輸距離遠，最重要的是如果總線上的某一個分機節點出現故障而不會對總線造成壓力。目前CAN接口設計的常用方案為：片上CAN資源+電平轉換芯片。

CAN通訊是一種非常復雜的通訊，相對于RS485而言其報文結構比較復雜。CAN通訊的數據幀格式可以分為29位ID的擴展幀和11位ID的標準幀。我對RS485和CAN總線的總結如下：
RS485：所見即所得；
CAN：所見非所得；
什么意思，比所說RS485的分機地址為5，那么我直接把數值5賦給地址變量就可以了。但是CAN總線確實非常的麻煩，因為其ID有11位或29位之多。
4. USB通信口設計對USB大家已經不陌生了，其接口非常常見，如U盤、MP3、MP4、手機、鼠標等。USB只有D+和D-兩根線，硬件極其簡單但是協議極其復雜。有興趣的朋友可以搜一下USB協議規范，有幾百頁之多。

昨天和今天的內容都是通訊接口，通訊接口部分的工作量有一個很大的特點：硬件簡單，協議復雜。通訊接口就像一條高速公路一樣，路就是硬件，但車怎么走就是軟件的事情了。如果管理的好那路上就不堵車，如果管理不好那就天天堵。所以說通訊協議是最考驗大家編程能力的。
我還想在這塊學習板上加一個彩屏，但是在淘寶上找了一下現成的TFT真彩屏都好貴的，要六七十，甚至一百多。這遠遠超出了我的設計預算。關于屏的事情，這兩天我再好好考慮一下設計方案，爭取做到低成本。

ID:112486 · 發表于 2016-5-1 16:30

STM32中國峰會上展示了都是F4的產品，老大這時搞F103，起點低了點不？

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STM32開發板開發過程|4通訊部分電路設計

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