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【STM32F413H Discovery Kit 试用】介绍、工程测试

创作时间:

作者:

@小白创作中心

【STM32F413H Discovery Kit 试用】介绍、工程测试

引用

来源

https://bbs.21ic.com/icview-3429040-1-1.html

本文详细介绍了STM32F413H Discovery Kit开发板的硬件配置、功能特性以及软件开发环境的搭建和测试过程。文章内容详实，包含了开发板的硬件框图、原理图、主要组件的功能描述以及具体的代码示例。对于从事嵌入式系统开发的工程师和技术爱好者来说，具有较高的参考价值。

介绍

STM32F413 Discovery套件（32F413HDISCOVERY）可以在基于Arm® Cortex®-M4内核的STM32F4系列高性能微控制器上轻松开发应用程序。

Discovery kit开发套件将STM32F413功能与240×240像素LCD和触摸面板、LED、I2S音频编解码器、MEMS麦克风、USB OTG FS、Quad-SPI NOR闪存和microSD™卡连接器结合。

包括一个嵌入式ST-LINK/V2-1调试器/编程器。专用扩展板可通过Arduino® Uno V3或扩展连接器连接。

包装

开发板

功能

STM32F413ZHT6微控制器，具有1.5 MB闪存和320 KB SRAM，采用LQFP144封装
240×240像素LCD，带并行接口和电容式触摸屏
集成Wi-Fi模块（符合802.11 b/g/n）
USB OTG FS
I2S音频编解码器
立体声数字ST-MEMS麦克风
8 Mb 16位宽PSRAM
128Mb四通道SPI NOR闪存
2个彩色用户LED
用户按钮、复位按钮
板连接器：microSD™卡带Micro-AB插孔的用户USB，用于带麦克风输入和立体声输出的音频线路扩展连接器，用于嵌入式MEMS麦克风子板，具有5个MEMS麦克风Arduino
灵活的电源选项：ST-LINK USB VBUS、用户USB FS连接器或外部电源
STM32Cube MCU软件包提供全面的免费软件库和示例
板载ST-LINK/V2-1调试器/编程器，具有USB重新枚举功能：大容量存储、虚拟COM端口和调试端口
支持多种集成开发环境（IDE），包括IAR Embedded Workbench、MDK-ARM和STM32CubeIDE®

硬件框图

原理图

Top
MCU
PSRAM
QSPI
Audio
LCD
USB_OTG_FS
Peripherals外设
Arduino
ST-LINK
Power供电
详见：mb1274-f413zht6-e03_schematic .
麦克风模块
详见：mb1299-microphone .

上电效果

主控

STM32F413ZHT6U带DSP和FPU的高性能基本型系列ARM® Cortex®-M4 MCU，具有1,5 MB Flash、100 MHz CPU、ART加速器和DFSDM
STM32F413xG/H器件基于高性能Arm® Cortex®-M4 32位RISC内核，工作频率高达100 MHz。其Cortex®-M4内核具有浮点单元（FPU）单精度，支持所有Arm单精度数据处理指令和数据类型。它还实现了一整套DSP指令和一个内存保护单元（MPU），以增强应用程序的安全性。

STM32F413xG/H器件属于STM32F4接入产品线（产品结合了能效、性能和集成度），同时增加了称为批量采集模式（BAM）的新创新功能，可在数据批处理期间节省更多功耗。

STM32F413xG/H器件集成了高速嵌入式存储器（高达1.5 MB的闪存、320 KB的SRAM）以及连接到两条APB总线、三条AHB总线和一个32位多AHB总线矩阵的大量增强型I/O和外设。

所有器件均提供一个12位ADC、两个12位DAC、一个低功耗RTC、12个通用16位定时器（包括两个用于电机控制的PWM定时器）、两个通用32位定时器和一个低功耗定时器。

它们还具有标准和高级通信接口。

功能

带eBAM的Dynamic Efficiency Line（增强型批量采集模式）
1.7 V至3.6 V电源
温度范围：-40 °C至85/105/125 °C
内核：带FPU的Arm® 32位Cortex®-M4 CPU、允许从闪存执行零等待状态的自适应实时加速器（ART加速器™）、频率高达100 MHz、内存保护单元、125 DMIPS/1.25 DMIPS/MHz （Dhrystone 2.1）和DSP指令
存储器
高达1.5 MB的闪存
320 KB的SRAM
灵活的外部静态存储控制器，具有高达16位的数据总线：SRAM、PSRAM NOR闪存
双模Quad-SPI接口
LCD并行接口，8080/6800模式
时钟、复位和电源管理
1.7至3.6 V应用电源和I/O
POR、PDR、PVD和BOR
4至26 MHz晶体振荡器
内部16 MHz工厂调整RC
用于RTC的32 kHz振荡器，带校准
带校准的内部32 kHz RC
功耗
运行：112 μA/MHz（外设关闭）
停止（停止模式下闪烁，快速唤醒时间）：42 μA典型值；最大80 μA @25 °C
停止（深度掉电模式下闪烁，唤醒时间慢）：15 μA典型值；最大46 μA @25 °C
无RTC的待机：1.1 μA典型值；在85 °C时最大14.7 μA
用于RTC的VBAT电源：1 μA @25 °C
2x12位D/A转换器
1×12位、2.4 MSPS ADC：多达16个通道
6个用于Σ Δ调制器的数字滤波器，12个PDM接口，支持立体声麦克风和声源定位
通用DMA：16流DMA
多达18个定时器：多达12个16位定时器、两个高达100 MHz的32位定时器，每个定时器具有多达4个IC/OC/PWM或脉冲计数器和正交（增量）编码器输入、2个看门狗定时器（独立和窗口）、1个SysTick定时器和一个低功耗定时器
调试模式
串行线调试（SWD） & JTAG
Cortex®-M4嵌入式跟踪宏单元™
多达114个I/O端口，具有中断功能
多达109个高达100 MHz的快速I/O
多达114个5 V容限I/O
多达24个通信接口
高达4倍I2C接口（SMBus/PMBus）
多达10个UART：4个USART / 6个UART（2个12.5 Mbit/s、2个6.25 Mbit/s）、ISO 7816接口、LIN、IrDA、调制解调器控制）
多达5个SPI/I2S（高达50 Mbit/s，SPI或I2S音频协议），其中2个多路复用全双工I2S接口
SDIO接口（SD/MMC/eMMC）
高级连接：带PHY的USB 2.0全速设备/主机/OTG控制器
3个CAN（2.0B有源）
1个SAI
真随机数生成器
CRC计算单元
96位唯一ID
RTC：亚秒级精度、硬件日历
所有软件包均ECOPACK®2

软件

固件架构

MCU软件包结构

示例工程

开发环境搭建

下载开发所需的软件工具、SDK、Demo等
所需开发软件IDE，主要包括

STM32CubeMX（工程快速构建）
STM32CubeIDE或ARM Keil MDK（项目编译）
STM32CubeProg（程序烧录、STLINK固件更新）等
或使用Keil MDK-ARM IDE开发。

工程测试

工程导入

打开STM32CubeIDE软件，依次点击
File

Open Projects from File System...
Directory
选择示例工程所在文件夹
Finish
左侧工程预览栏可见工程目录结构。

代码编辑

工程预览栏展开一级目录 - 展开Example - User - 双击main.c文件
这里以
GPIO_IOToggle
工程为例，该项目位于
STM32Cube_FW_F4_V1.28.0\Projects\STM32F413H-Discovery\Examples\GPIO\GPIO_IOToggle
文件夹下，
由原理图可知
板载两个红色和绿色用户LED，分别与主控芯片的GPIO引脚PE3和PC5相连。

#include "main.h"
static GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
static void SystemClock_Config(void);
int main(void)
{
  HAL_Init();
  /* Configure the system clock to 100 MHz */
  SystemClock_Config();

  /* -1- Enable GPIO Clock (to be able to program the configuration registers) */
  LED3_GPIO_CLK_ENABLE();
  LED4_GPIO_CLK_ENABLE();
  /* -2- Configure IO in output push-pull mode to drive external LEDs */
  GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_PULLUP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Pin = LED3_PIN;
  HAL_GPIO_Init(LED3_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
  GPIO_InitStruct.Pin = LED4_PIN;
  HAL_GPIO_Init(LED4_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
  while (1)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(LED3_GPIO_PORT, LED3_PIN);
    HAL_Delay(100);
    HAL_GPIO_TogglePin(LED4_GPIO_PORT, LED4_PIN);
    HAL_Delay(100);
  }
}
static void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
  HAL_StatusTypeDef ret = HAL_OK;
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_BYPASS;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 200;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;
  ret = HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);

  if(ret != HAL_OK)
  {
    while(1) { ; }
  }
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = (RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2);
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  ret = HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_3);
  if(ret != HAL_OK)
  {
    while(1) { ; }
  }
}

代码中目标GPIO引脚已被重定义为
LED3_GPIO_PORT
,
LED3_PIN
（C5）和
LED4_GPIO_PORT
,
LED4_PIN
（E3），这里在主循环中直接调用即可。
工程实现效果为板载红绿灯闪烁，可调整延时控制闪烁频率。