Сердце электронного прибора — микроконтроллер. Небольшие платы-заготовки (quickstart board), на которых уже есть важные необходимые детали для работы микроконтроллера, значительно упрощают разработку простых устройств.

Большую популярность получили сначала платы Blue Pill (синяя таблетка) с микроконтроллером STM32F103, а затем и платы Black Pill (черная таблетка) с микроконтроллерами STM32F401. Замечательны эти платы высокой производительностью при малых габаритах и невысокой цене!

Из Китая они приходят в таких антистатических пакетах:

После распаковки видно, что нам предстоит припаять разъемы к плате, если мы хотим собирать прототип на макетной плате или с помощью макетных проводов. Не случайно эти разъемы не припаяны, так как довольно часто устройство может быть собрано на проводах. Сборка на проводах вместо разъемов может быть практичной, чтобы исключить возможность ухудшения контактов из-за коррозии разъемных соединений. Либо для того, чтобы уменьшить габариты устройства по высоте.

Для пайки нам понадобится припой и жидкая канифоль без кислоты (кислота со временем может привести к порче соединений, если не отмывать устройство в соде). Припой лучше использовать в виде проволоки 0,6-0,8 мм в диаметре. Такой припой в виде тонкой проволоки удобно подавать в прогретое место пайки.

Паяльник для этой задачи стоит установить на 320-330 градусов. Такая модель паяльника со сменными жалами T12 весьма удобна в работе.

Слегка обработаем верхнюю часть гребёнки жидкой канифолью. Канифоль улучшает свойства поверхностного натяжения припоя, чтобы он лучше тек по металлу, а также при нагревании канифоль способствует удалению оксидной плёнки, улучшая соединение молекул металлов припоя и проводов.

Поставим ровно плату на оба разъема, и прихватим крайние точки, чтобы разъемы были ориентированы строго перпендикулярно плоскости платы. Это важно, чтобы потом можно было с меньшим трудом вставить плату с микроконтроллером в макетную плату.

Прогревать паяльником нужно одновременно и отверстие в плате и штырёк разъема, подавая припой в область их контакта. Если место пайки будет хорошо прогрето, — припой заполнит равномерно все пространство между деталями и сформирует симметричный бугорок на поверхности платы. Пины с маркировкой G (земля) требуется прогревать дольше из-за большей теплоёмкости линии заземления устройства.

После того, как все разъемы припаяны, приступаем к подключению платы.

Для соединения платы микроконтроллера с ПК в подавляющем большинстве радиолюбительских или мелкосерийных проектов применяется USB-UART преобразователь. Наиболее распространённые модели используют различные варианты микросхемы CH340. Одна сторона такого устройства вставляется в USB-порт компьютера, а с другой стороны находятся несколько контактов, которые мы подключим к плате с микроконтроллером.

Поскольку платы STM32 имеют питание 3.3 Вольта, при наличии перемычки на преобразователе, необходимо выбрать то положение, которое соответствует этому значению. Иначе микроконтроллер может выйти из строя.

Протоколы UART и USART имеют две линии RX (приёмник от слова Receive), и TX (передатчик от слова Transmit). По этим линиям передаются данные в одну и другую сторону соответственно. Приёмник преобразователя подключается в передатчику устройства и наоборот.

Соединим проводами земли GND между преобразователем и микроконтроллером, также соединим и линию питания 3V3.

Чтобы понять, куда подключать линии передачи данных, необходимо обратиться к таблице №8 документации на микроконтроллер STM32F401 или к упрощенной схеме, где указаны различные варианты назначений для выводов.

Провод RX (приёмник) мы должны подключить к выводу PA9 платы, который соответствует USART1_TX (передатчик).

Провод TX (передатчик) мы должны подключить к выводу PA10 платы, который соответствует USART1_RX (приёмник).

Готово!

Теперь мы можем подключить плату к компьютеру и убедиться, что загорелся светодиодный индикатор питания PWR на плате.

А также светодиод С13 будет плавно загораться и гаснуть, если в плате корректно работает прошивка, встроенная с завода.

Если компьютер корректно видит USB-UART переходник, то в диспетчере устройств ОС Windows мы увидим новый COM-порт.

Если Windows не может найти драйвер, то установите драйвер вручную по этой инструкции: http://wiki.amperka.ru/articles:driver-ch340

Для проверки устройства нам потребуется программа stm32flash

https://sourceforge.net/projects/stm32flash

Распакуйте архив, и добавьте файл приложения stm32flash.exe в папку операционной системы C:\Windows\System32

Микроконтроллер нужно перевести в режим прошивки. Для этого зажмите кнопку BOOT0. Удерживайте её нажатой и во время этого нажмите расположенную рядом кнопку перезагрузки NRST.

Теперь откройте приложение «Командная строка» и выполните команду с указанием номера именно того порта, который увидели ранее в диспетчере устройств:

stm32flash COM3

Если вы всё соединили правильно, и микроконтроллер исправен, то вы увидите информацию о модели и параметрах чипа!

В следующей статье мы рассмотрим как создать и прошить программу в память микроконтроллера.

Если компьютер корректно видит USB-UART переходник, то при подключении мы сможем увидеть новое устройство /dev/ttyUSB0

Для проверки устройства нам потребуется программа stm32flash.

Для установки достаточно выполнить команду:

sudo apt install stm32flash

После установки выполните команду с указанием устройства:

sudo stm32flash /dev/ttyUSB0

Если вы всё соединили правильно, и микроконтроллер исправен, то вы увидите информацию о модели и параметрах чипа!

Чтобы не приходилось каждый раз вводить sudo перед командой stm32flash, добавьте вашего пользователя в группу dialout:

sudo usermod -a -G dialout $USER

Чтобы изменения начали действовать, перезагрузите сеанс пользователя или компьютер.

Читайте в следующей статье, как создать и прошить программу в память микроконтроллера.