W artykule prezentujemy płytki rozwojowe z mikrokontrolerem STM32 z serii KAmod BlackPill. Są to produkty polskiego biura konstrukcyjnego Kamami, które bazują na popularnych na rynku płytkach BlackPill.

Wprowadzenie

Mikrokontrolery STM32 to chyba najpopularniejsza obecnie rodzina na rynku systemów wbudowanych. Chętnie korzystają z nich zarówno profesjonaliści jak i amatorzy. Zaletami platformy jest niewątpliwie rozbudowany ekosystem dostarczający zarówno narzędzi sprzętowych, takich jak płytki rozwojowe czy programatory, jak i programowych. Zaletą platformy jest też duża społeczność, dzięki której można uzyskać pomoc i znaleźć odpowiedź na wszystkie nurtujące pytania.

W ostatnim czasie dużą popularność zyskały sobie małe płytki z STM32, wyposażone tylko w podstawowe elementy dodatkowe, podobne do płytek Arduino Nano. Moduły te są bardzo tanie i umożliwiają wpięcie do płytki stykowej, co pozwala dołączyć wszystkie dodatkowe elementy projektu, takie jak czujniki, układy komunikacyjne, diody itp. Doskonałym przykładem takiego produktu jest opisywany już na łamach portalu BluePill+. Omawiany tu BlacPill jest niemalże identyczną płytką, różni się jednak bardziej zaawansowanym mikrokontrolerom z rodziny STM32F4.

KAmod BlackPill – płytki z mikrokontrolerami STM32F4

Moduły KAmod BlackPill są dostępne w dwóch wersjach z różnymi mikrokontrolerami. KAmod BlackPill 401 wyposażono w układ STM32F401CCU, natomiast KAmod BlackPill 411 w mikrokontroler STM32F411CEU. Oba układy należą do rodziny STM32F4 i zawierają rdzeń ARM Cortex-M4 z jednostką FPU usprawniającą operacje zmiennoprzecinkowe. Oferują też zestaw interfejsów komunikacyjnych, w tym USART, SPI, I2C, I2S, USB OTG, interfejsy do debugowania JTAG i SWD, a także system timerów i liczników oraz tryby oszczędzania energii.

Rys. 1. Płytka rozwojowa KAmod BlackPill 401

Mikrokontroler STM32F411CEU jest wyższym modelem niż STM32F401CCU, co przekłada się m.in. na bogatsze wyposażenie. Zapewnia wyższą częstotliwość taktowania (100 MHz vs 84 MHz), ma większą pamięć Flash: 512 KB oraz większą pamięć SRAM (128 KB vs 64 KB). Mikrokontroler STM32F411CEU ma też bogatsze wyposażenie peryferyjne: 10 kanałów ADC (przy 8 dla STM32F401CCU), dodatkowy kontroler i 2 kanały DMA oraz aż 5 interfejsów USART przy 3 w niższym modelu. Moduł KAmod BlackPill 411 lepiej sprawdzi się w bardziej skomplikowanych projektach, wymagających obszerniejszego kodu i szybszej pracy obliczeniowej.

Pozostałe wyposażenie płytek

Moduły Kamod BlackPill zostały wyposażone ponadto w złącze USB typu C, które umożliwia zasilanie płytki, programowanie w trybie DFU oraz komunikację z komputerem. Zamontowano także elementy filtrujące zakłócenia i przepięcia na liniach interfejsu USB. Dodatkowo dostępny jest port SWD, pozwalający na programowanie mikrokontrolera z użyciem zewnętrznych programatorów, takich jak STLINK-V3MINIE czy STLINK-V2. Płytki obsługują również przyciski BOOT i NRST, służące odpowiednio do uruchamiania trybu programowania i resetowania układu. Zamontowano także dwa oscylatory kwarcowe: 25 MHz oraz 32,768 kHz dla zegara RTC. Do dyspozycji użytkownika pozostaje także przycisk oraz dioda LED. Na dwóch 20-pinowych złączach wyprowadzono porty mikrokontrolera, co ułatwia podłączanie zewnętrznych modułów i peryferiów.

Rys. 2. Rozkład wyprowadzeń złącza rozszerzeń

KAmod BlackPill ma fabrycznie wgrany bootloader, który umożliwia programowanie mikrokontrolera za pomocą takich środowisk jak Arduino (z pakietem stm32duino) oraz STM32CubeIDE, bez potrzeby używania programatora. Zestaw można też podłączyć do zewnętrznego programatora i uzyskać pełną integrację ze środowiskiem STM32Cube. Na spodzie płytki jest ponadto miejsce do przylutowania zewnętrznej pamięci SPI Flash z serii W25xxx, co pozwala w razie potrzeby dodać do projektu pamięć Flash o pojemności od 512 Kbit do 4 Mbit.

Oba modele można zamówić w opcji bez przylutowanych złączy, ze złączami przylutowanymi od góry oraz przylutowanymi od dołu. Moduły mają wymiary 53,5 mm × 23 mm.

Rys. 3. Płytka KAmod BlackPill 411 ze złączami przylutowanymi od dołu

Dokumentacja

Producent udostępnił rozbudowaną dokumentację modułu na stronie: https://wiki.kamamilabs.com/index.php?title=KAmod_BlackPill_401_(PL) oraz https://wiki.kamamilabs.com/index.php?title=KAmod_BlackPill_411_(PL).

Zawiera ona m.in.: schemat elektryczny płytki, dane techniczne, szczegółową instrukcję programowania oraz kod testowy, który ułatwia rozpoczęcie pracy z modułem.

Podsumowanie

Płytki KAmod BlackPill to unowocześniona wersja popularnej platformy rozwojowej BlackPill, w pełni zgodna z oryginałem, a jednocześnie wzbogacona o szereg udoskonaleń. Moduły te stanowią świetny wybór dla osób rozpoczynających pracę z mikrokontrolerami STM32 – wykorzystują układy STM32F4, które umożliwiają realizację nawet najbardziej zaawansowanych projektów. Dzięki wbudowanym złączom rozszerzeń możliwe jest łatwe podłączanie dodatkowych modułów, co zwiększa elastyczność konstrukcji. Atutem płytek jest też atrakcyjna cena, która może być konkurencyjna dla platformy Arduino.

Płytki KAmod BlackPill 401 i KAmod BlackPill 411 bez wlutowanych złączy można kupić w sklepie internetowym Kamami.pl.