STM32F4discovery I/O base board.

sorry. japanese only. STM32F4Discoveryボード用のI/Oベースボード Discoveryボードは,そのままだとピンヘッダ剥き出しで転がして使う格好で,ちょっと みっともない感じなので,いくつかの有用だと思われるI/Oを搭載できるベースボードを こしらえてみました。
using MMC/SD Ethernet I/O base board w/disco board. ベースボードを使ってテスト中の様子
このボードとRTCアドオンボードの機能を確認できるように作ったサンプルプロジェクトです。 TCXO_RTC addonボードやI/Oベースボードの動作確認用サンプルプロジェクトアーカイブ(2013/03/25版) ユーザボタンを押すとSDカードにあるWAVコンテンツを再生します(時刻やtest.wavなど)。 簡単なhttpサーバが動いてSDカードにあるコンテンツを表示します。 シリアルコンソールからのエスケープコマンド(Ctrl-A+'n')により,NTPサーバから時刻を取得します。 とりあえずアーカイブ内のbuild/baseboard.hexをフラッシュに焼けば動くと思います。 詳細はアーカイブにあるreadme.txtを参照してください。 一応nuttx(6.24)でも動くようです。 修正箇所 USART3のTX/RXラインを逆に接続した箇所がありますので,組立て時に以下のように修正 してください。(↓簡易版USART3のTX/RXライン入替え修正) Repair of this mistaken 注意事項:Ethernet PHY(SMSC LAN8720A)はパッケージの底がVssPADとなっており, パッケージ周辺のPADのみをハンダ付けしても正常動作しません。 実装の裏面(I/Oボードの部品面)からハンダ付けできるよう,φ2の穴あきランドがあり ますので,先の細い半田ごてなどで,必ずきちんとハンダ付けしてください。
Haow to soldering PHY LSI. LAN8720Aをハンダ付けした様子
↓こんな感じのボードです。 I/O ベースボードの部品面 I/O ベースボードの半田面 I/O ベースボードの完成品 I/O ベースボードにDiscoボードを搭載した様子
using MMC/SD Ethernet I/O base board w/disco board. 完成したベースボード
I/O ベースボードと分離したEther PHYボードの部品面 I/O ベースボードと分離したEther PHYボードの半田面 addonと化したEther&電源ボード先輩 I/O ベースボードの動作の様子 I/O ベースボードの動作の様子(I/O ベースボードと分離したEther PHYボード版) μSDカードx2スロット(SDIO+SPI2),Ethernet(PHY:LAN8720A),キャラクタ型LCD(4ビットバス), シリアルI/F,圧電ブザー,アナログアンプ(オペアンプ)A/D入力,スイッチングDCレギュレータ (5-35V入力3.3V600mA出力)を搭載したI/Oボードができました。 手違いで回路図のデータを消してしまったので...(基板ガーバーデータのイメージ) I/O ベースボードの部品面 I/O ベースボードの半田面 とりあえず現物から起こした手書きの回路図(見辛くてすんません) マイクロSDカードスロット部 USART-RS232レベル変換部 CLCD&圧電サウンダ部 アナログアンプ部 電源周り EthernetPHY部 DC-DC電源部 部品リスト シリアルインターフェイス部 IC MAX3243 SSOP28 CN1 DSub9M Dsub9P-Male RR14 100R 1608 CP3 1uF 1608 CCP1 0.1uF/25V 1608 CCP2 0.1uF/25V 1608 CCP3 0.1uF/25V 1608 CCP4 0.1uF/25V 1608 SW1 IS-1250-G DPDT(opt) CLCDインターフェイス部 CN2 2x7P 14pin-header Vo 20kR trimmer-reg/SMD JP 2x2P 4pin-header & 2 jumper CP4 1uF 1608 圧電サウンダ部 BUZZER P-04118 13mm 圧電サウンダ Q1 2SC2712 SOT-23 RR4 1kR 1608 RR5 10kR 1608 RR6 1kR 1608 RR7 100kR 1608 CR4 - N/A CR6 - N/A SDカードスロット部 SDIO DM3AT-SF-PEJM5 マイクロSDカードスロット SPI2 DM3AT-SF-PEJM5 マイクロSDカードスロット(SPI-flashとは排他使用となる) RA3 100Rx4 3025 RA4 100Rx4 3025 RA5 100Rx4 3025 RR15 100R 1608 PU1 100kR 1608 PU2 100kR 1608 PU3 100kR 1608 PU4 100kR 1608 PU5 100kR 1608 PU6 100kR 1608 PU7 100kR 1608 PU8 100kR 1608 PU9 100kR 1608 PU10 100kR 1608 PU11 100kR 1608 PU12 100kR 1608 PU13 100kR 1608 PU14 100kR 1608 FB_1 600R/1MHz 2012 FB_2 600R/1MHz 2012 CP1 1uF 1608 CP2 1uF 1608 CP6 100uF 4530 Ethernetインターフェイス部 PHY LAN8720A QGFN28(注:QFNパッケージでLSIの裏がVssパッドになっているため,Vssランドにしっかりハンダ付けする必要があります) TPCN J0011D21BNL or RJLD260TC1 RJ-45w/PT XTAL 25MHz HC-49S/SMD XC1 15pF 1608 XC2 15pF 1608 R2 270R 1608 R3 10kR 1608 N/A R4 270R 1608 R5 10kR 1608 RA1 100Rx4 3025 RA2 100Rx4 3025 RB1 12kR/0.1% 2012 RB2 100R/0.1% 2012 C1 0.1uF 1608 C2 0.1uF 1608 C3 1uF 1608 C4 1uF 1608 C5 1uF 1608 C6 1uF 1608 C7 0.1uF 1608 FB1 600R/1MHz 2012 RR 30R 1608 RR0 100R 1608 RR1 100R 1608 RR2 100R 1608 RR3 100R 1608 RU 10kR 1608 RU0 10kR 1608 RU1 10kR 1608 RU2 10kR 1608 RU3 1.5kR 2012 電源部およびその他 IC2 MAX5097A TSOP20P DCIN DC-JACK or 2P-Terminal D1 SFPM64 5025(SBD 1A/400V) D D1FS6 5025(SBD 1.1A/60V) D2 D1FS6 5025(SBD 1.1A/60V) D4 RB751S-40 1608 L 47uH/0.3A 5x5mmSMD CBP 1uF 1608 CD 1uF/35V 1608 CIN 220uF/35V 10x10mm CP5 470uF 10x10mm COUT 100uF 4530 CP 15pF 1608 CC 0.1uF 1608 RC 330kR 1608 RD 100kR 1608 CSS - N/A CCT - N/A FB2 600R/1MHz 2012 P2CN 2x25P 50pin flame P1CN 2x25P 50pin flame P1CN1 2x25P L-angled 50pin flame(opt) アナログアンプ部 AMP1 M5223FP OP-Amp SOP8(opt/ANALOG) AMP2 M5223FP OP-Amp SOP8(opt/ANALOG) CNAIN 2x5P L-angled 10pin header FB_3 600R/1MHz 2012(opt/ANALOG) CP8 1uF 1608(opt/ANALOG) CP9 1uF 1608(opt/ANALOG) CI20 2.2uF 1608(opt/ANALOG) CI40 2.2uF 1608(opt/ANALOG) CA21 1500pF 1608(opt/ANALOG) CA22 2.2uF 1608(opt/ANALOG) CA41 1500pF 1608(opt/ANALOG) CA42 2.2uF 1608(opt/ANALOG) CA11 - N/A CA31 - N/A TR10 20kR trimmer-reg/SMD(opt/ANALOG) TR20 20kR trimmer-reg/SMD(opt/ANALOG) TR30 20kR trimmer-reg/SMD(opt/ANALOG) TR40 20kR trimmer-reg/SMD(opt/ANALOG) DL 1SS309 SOT-23/5(opt/ANALOG) DU10 RB751S-40 1608(opt/ANALOG) DU20 RB751S-40 1608(opt/ANALOG) DU30 RB751S-40 1608(opt/ANALOG) DU40 RB751S-40 1608(opt/ANALOG) RIN10 1kR 1608(opt/ANALOG) RIN30 1kR 1608(opt/ANALOG) ROUT10 100R 1608(opt/ANALOG) ROUT20 100R 1608(opt/ANALOG) ROUT30 100R 1608(opt/ANALOG) ROUT40 100R 1608(opt/ANALOG) RA11 10kR 1608(opt/ANALOG) RA12 10kR 1608(opt/ANALOG) RA21 10kR 1608(opt/ANALOG) RA22 10kR 1608(opt/ANALOG) RA31 10kR 1608(opt/ANALOG) RA32 10kR 1608(opt/ANALOG) RA41 10kR 1608(opt/ANALOG) RA42 10kR 1608(opt/ANALOG) RB21 10kR 1608(opt/ANALOG) RB22 10kR 1608(opt/ANALOG) RB41 10kR 1608(opt/ANALOG) RB42 10kR 1608(opt/ANALOG) SPI-flash部(SDカードスロットのSPI2とは排他実装となる) IC1 SST25V032B SOP8(opt/SPI-flash) CP7 1uF 1608(opt/SPI-flash) PU15 100kR 1608(opt/SPI-flash) I/OベースボードとTCXO RTCアドオンを接続した場合のポートの使用状況 === STM32F4-discovery(STM32F407VGT6) port usage overview === PORT : 15| 14| 13| 12| 11| 10| 9| 8| 7| 6| 5| 4| 3| 2| 1| 0 GPIOA: ---|SWD|SWD|USB|USB|USB|USB|LCD|SPI|SPI|SPI|USR|---|ETH|ETH|USR GPIOB: SPI|SPI|ETH|ETH|ETH|SPI|I2S|TIM|---|I2S|LCD|---|---|---|---|--- GPIOC: LSE|LSE|EXT|I2S|LCD|I2S|SDC|SDC|I2S|SDC|ETH|ETH|I2S|ADC|ETH|USB GPIOD: LED|LED|LED|LED|SDC|SDC|TX3|RX3|LCD|---|USB|USR|LCD|SDC|LCD|LCD GPIOE: ---|---|---|---|---|---|---|---|---|EXT|EXT|EXT|USR|LCD|USR|USR GPIOH: ***|***|***|***|***|***|***|***|***|***|***|***|***|***|HSE|HSE HSE: PH1/OSC_OUT PH0/OSC_IN JTAG_SWD: PA15/JTAG nouse PA14/JTAG_SWCLK PA13/JTAG_SWDIO PB4/JTAG nouse PB3/JTAG nouse USER-BTN: PA0/WKUP LED3..0: PD15/T4_4 PD14/T4_3 PD13/T4_2 PD12/T4_1 USB: PD5/USB_overCurrent PC0/USB_PWRON PA12/USB_DP PA11/USB_DM PA10/USB_ID PA9/USB_Vbus DMIC: PC3/I2S2_CK PB10/I2S2_SD SDAC: PD4 PA4/I2S3_WS PC12/I2S3_SD PC10/I2S3_CK PC7/I2S3_MCK PB9/I2C1_SDA PB6/I2C1_SCL MEMS: PE1..0 PA7/SPI1_MOSI PA6/SPI1_MISO PA5/SPI1_SCK LSE: EXT(TCXO_RTC) PC15/OSC32_OUT PC14/OSC32_IN (TCXO_RTC_32KHZ) TCXO_RTC: EXT(TCXO_RTC) PC13 (TCXO_RTC_nCS/nINT) PE6 (TCXO_RTC_SCK/SCL) PE5 (TCXO_RTC_DO) PE4 (TCXO_RTC_DI/SDA) BUZZER: EXT(SD_ETH_IO) PB8/TIM10_1 (BUZZER) SERIAL: EXT(SD_ETH_IO)--初期版のI/OボードはUSART3のRX/TXラインが逆になっている PD9/USART3_RX (RxD) PD8/USART3_TX (TxD) PA3/USART2_RX (RxD (not connected) ) PA2/USART2_TX(ETH_MDIO) (TxD (not connected) ) (*) Ethernet使用時にはUSART2の当該pinI/Oは不可(PA2) ANALOGIN: EXT(SD_ETH_IO) PC2/ADC123in12 (ADinDC) PC3/ADC123in13 (ADinAC (not connected yet) ) LCD: EXT(SD_ETH_IO) PE2 (LCD_RW) PB5 (LCD_RS) PA8 (LCD_E) PD7 (LCD_DB7) PD3 (LCD_DB6) PD1 (LCD_DB5) PD0 (LCD_DB4) MMC/SD: EXT(SD_ETH_IO) PB15/SPI2_MOSI (SDC2_DI) PB14/SPI2_MISO (SDC2_DO) PB10/SPI2_SCLK (SDC2_CLK) PD11 (SDC2_nMdetect) PD10 (SDC2_nCS) (*) SPI2でDMICのI2S2の同時使用はコンフリクト注意(PB10) →SPI2とDMICのI2S2は排他使用になります。 SDC: EXT(SD_ETH_IO) PD2/SDIO_CMD (SDC1_CMD) PC12/SDIO_CK(I2S3_SD) (SDC1_CK) PC11/SDIO_D3 (SDC1_D3) PC10/SDIO_D2(I2S3_SCK) (SDC1_D2) PC9/SDIO_D1 (SDC1_D1) PC8/SDIO_D0 (SDC1_D0) PC6 (SDC1_nMdetect) (*) SDIOとSDACの同時使用はコンフリクト注意(PC12,10) →SDACとSDIOは排他使用になります。stm32のDAC出力1をSDACのアナログバイパス 機能を使用して出力する使用方法はSDIOと共存使用が可能です。 ETH: EXT(SD_ETH_IO) PC1/ETH_MDC (ETH_PHY_MDC) PA2/ETH_MDIO (ETH_PHY_MDIO) PA1/ETH_RMI_REF_CLK/TIM5_2 (ETH_PHY_REFCLKO) PA7/ETH_RMI_CRS_DV(MEMS:SPI1_MOSI) (ETH_PHY_CRS_DV) PC5/ETH_RMI_RXD1 (ETH_PHY_RXD1) PC4/ETH_RMI_RXD0 (ETH_PHY_RXD0) PB11/ETH_RMI_TX_EN (ETH_PHY_TX_EN) PB13/ETH_RMI_TXD1(SPI2_SCLK) (ETH_PHY_TXD1) PB12/ETH_RMI_TXD0(SPI2_nSS) (ETH_PHY_TXD0) (*) EthernetとMEMSアクセレーターの同時使用はコンフリクト注意(PA7) →MEMSのSPI1を使うには,ETHER PYHのRMIIをdisconnectしてからということに なります。(RMIIを切り離すとLink自体は切れませんが当然Ethernetのデータ送 受信とも不可能な状態になります) ↑のプロトタイプ みんなの大好きな,SDカードとシリアルインターフェイス,キャラクタ型LCDを接続でき る様にするとともに,DCジャックから外部電源を供給するマザーボード的な基板を試作 してみました。 SDカードはSPI2(PB15..12), シリアルはUSART2(PA3,2),圧電振動子はTIM5(PA1),LCDは GPIO(PB2=RS,PB11=E,PD11..8=DB4..7)制御でVoをシリアルコンバータの負電圧でバイアス して5VLCDも使用できるようになっています。
I/O base board Discovery用のI/O ベースボード I/O base board I/O ベースボードにDiscoveryボードを搭載したところ
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