СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2014

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2014 USB ST-LINK (CN1) Отладочная плата STM32F429I в качестве осциллографа Статья содержит материалы, которые могут быть полезными при изучении микроконтроллеров с архитектурой ARM Cortex-M4. Приведена информация, необходимая для начала работы с отладочной платой STM32F429I-Discovery, и краткое описание работы встроенных в микроконтроллер АЦП, графического ускорителя и флэш-памяти. Валентин Юрзин, Сергей Недорезов (г. Апатиты, Мурманская обл.) Компания STMicroelectronics пред- ставила в конце 2013 года отла- дочную плату STM32F429 в серии Discovery [1]. Новая версия платы пре- доставляет больше возможностей, так как содержит цветной графиче- ский ЖК-дисплей. Для оценки про- изводительности системы отображе- ния и АЦП (ADC – Analog-to-Digital Converter) микроконтроллера автора- ми статьи было написано приложение, которое превращает отладочную пла- ту в цифровой осциллограф. П ОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Задача осциллографирования заклю- чается в том, чтобы преобразовывать аналоговый сигнал на входе АЦП в циф- ровой код и выводить его на дисплей в реальном масштабе времени. Ото- бражение данных наЖК-дисплее будет формироваться условными «кадра- ми», примерно такими же, как в обыч- ных мониторах с частотой развёрт- ки 50–100 Гц. Для этого создан массив, который заполняется данными из АЦП и выводится на дисплей с интервалом 10–20 мс. Рисование кадра и его сти- рание занимает опредёленное время, поэтому требуется найти оптимальное решение для прорисовки дисплея. Аналого-цифровой преобразователь имеет несколько режимов работы с использованием прямого доступа к памяти ПДП (DMA – Direct Memory Access), которые будут проверены на производительность. Чтобы оперативно изменять режимы работы осциллогра- фа, используется электромеханическое устройство ввода (энкодер). Для сохра- нения некоторых текущих параметров управления понадобится флэш-память контроллера. Полный текст программы осциллографа приведён в дополнитель- ных материалах к статье, доступных для скачивания на сайте журнала. К РАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПЛАТЫ STM32F429I-D ISCOVERY Отладочная плата STM32F429I- DISCOVERY от компании STMicro- electronics предназначена для оценки высокопроизводительного микрокон- троллера STM32F429ZIT6. Плата осна- щена всем необходимым для нача- ла разработки собственных прило- жений и содержит микроконтроллер STM32F429ZIT6 в корпусе LQFP-144, 2,4-дюймовый цветной графический ЖК-дисплей (240 × 320 пикселей) с сен- сорной панелью, 64 Мбит внешней памяти типа SDRAM, 3-осевой гироскоп МЭМС, интерфейс USB OTG, индикатор- ные светодиоды, управляющие кнопки и встроенный программатор – отлад- чик ST-LINK/V2 с интерфейсом SWD (см. рис. 1). Большое количество демон- страционных приложений с исходны- ми кодами доступно на интернет-стра- нице компании-производителя [2]. О СОБЕННОСТИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ STM32F429/439 Микроконтроллеры семейства STM32F4 построены на базе процессо- ра ARM Cortex-M4, который представ- ляет собой высокопроизводительный 32-битный RISC-процессор с поддерж- кой инструкций цифровой обработки сигналов (DSP) и вычислений с плаваю- щей точкой. Для оптимизации работы с памятью микроконтроллеры семей- ства снабжены ускорителем (ART Accelerator). В своём классе приборы STM32F429/STM32F439 в настоящий момент обладают максимальной про- изводительностью и широким набором периферии (см. рис. 2). Процессор ARM Cortex-M4 работа- ет на частоте 180 МГц, достигая про- изводительности 210 DMIPS. Объём флэш-памяти расширен до 2 Мбайт, а ОЗУ – до 256 кбайт. Появилась новая периферия: последовательный звуко- вой интерфейс SAI и контроллер внеш- ней памяти Flexible Memory Controller (FMC), поддерживающий ИС памяти типа SDRAM. Самыми важными усо- вершенствованиями линейки МК явля- ются интегрированный контроллер ЖК-дисплея и графический ускори- тель Chrom-ART (DMA2D) (см. рис. 3). Контроллер дисплея LTDC обеспечи- вает 24-битный RGB-интерфейс и все необходимые сигналы для взаимодей- ствия с ЖК-панелями с разрешением до 640 × 480 (480 строк по 640 пикселей). Он имеет два экранных слоя с буфера- ми FIFO (64 × 32 бит), до восьми фор- матов цвета на каждый слой, включая ARGB8888, RGB888, RGB565, ARGB1555, ARGB4444, L8, AL44, AL88 и таблицу цве- Рис. 1. Отладочная плата STM32F429I-DISCOVERY