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[STM32F4]

【STM32F469I试用】+ 硬件分析

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楼主
本帖最后由 21ic小喇叭 于 2016-1-19 09:22 编辑

另还有第一篇和第三篇还请点击链接查看哟!~~

https://bbs.21ic.com/icview-1238994-1-1.html

https://bbs.21ic.com/icview-1242510-1-3.html

第二篇  硬件分析
       手上也有6.7NUCLEO 板子,也在上面测试过自己的项目代码,在其他论坛上也演示过。但是像这次这个带这么大的显示屏的板子还是第一次拥有,当然了。个人对这个板子也是觊觎已久了。上次参加ST的研讨会的时候有人最后中了F7系列的discovery板子,也是带显示屏的。那个时候开始就非常想拥有这么一块板子。好好跑一下自己的好多项目代码。有些可以直接在显示屏上进行显示。同时也有机会学习一下ST最新系列MCU的好多性能。真是两全其美啊。等模块拿到手时,感觉更是不一样啊。

板子整体比较修长,属于那种苗条型的身材。正好符合我的审美观啊。

模块特点:
  • 具有2Mbytes Flash、324KbytesRAM的BGA封装MCU-STM32F469NIH6;
  • 板载ST-Link/v2-1 SWD 调试模块,支持USB接口;
  • 兼容Mbed,虚拟串口,大容量存储模块和调试接口;
  • 包含MIPI DSI 接口带电容触摸功能的4英寸 800 X480 TFT LCD显示屏;
  • 包含SAI 音频 模拟信号输出口,以及立体声耳机输出连接器;
  • 包含3个MEMS 麦克风输入接口;
  • 包含1个MicroSD 卡 (TF卡)接口;
  • 包含1个IIC 总线扩展接口;
  • 包含1个4M x 32 bit SDRAM模块;
  • 包含1个128-Mbit Quad-SPI NOR flash 存储模块;
  • 包含1个RESET以及wake-up按键;
  • 包含4个用户指示LED灯;
  • 包含一个具有OTG功能接口(Micro-AB连接器);
  • 3种供电方式;
  • 提供兼容Arduino UNO V3接口的扩展连接器;
  • 通过STM32CUBE来实现多种软件组合模式;
  • 支持多种软件开发环境。


相关链接及附件:

模块主页

模块原理图
stm32f469i-disco_sch.zip (3.46 MB)

模块BOM
stm32f469i-disco_bom.zip (36.28 KB)

模块datasheet
DS_STM32F469DISCOVERY.pdf (261.88 KB)

模块硬件用户手册(UMH)
UM_STM32F469DISCOVERY.pdf (1.59 MB)

模块软件用户手册(UMF)
UMF_STM32F469DISCOVERY.pdf (1.01 MB)

STM32CUBEF4

DRA-TouchGFX

ST-LINK USB Driver

ST-LINK/V2 Firmware Upgrade



模块硬件分解:
解压模块的原理图包后可以看到模块的原理图,采用时下非常流行的软件,也给鄙人非常熟悉的画图软件AltiumDesinger 来实现,但是让人不解的是PCB图却是用Allegro来画的。难道altiumdesigner 画不了这么复杂的PCB图吗?严重**啊。

如果没有相关软件来查看原理图的话,也可以直接查看PDF格式的。
MB1189.pdf (2.07 MB)

原理图部分,设计者用了1个总页和11个分页来完成该设计。不能不说是设计非常严谨,模块划分的也非常有层次性,透漏一个小秘密,鄙人平时就是这么设计的。

但是不知道有没有人发现一个小细节啊。就是可能项目时间要求比较紧,设计人员在原理图的后期整理的时候没有时间,造成好多原理图的布局不是太好,影响了美观和阅读的舒适度。希望以后能避免此类事情的发生。


第一页:总体框图
总体框图设计非常合理,将各个模块有序划分,同时针对某些高速信号或者是关键信号的布线规则都加以说明,做到非常细致,值得学习啊。
原理图左边为机械安装说明,上面八个黄色框代表了八个塑料螺丝配件,下面四个圆圈代表了PCB死角打孔尺寸。浅显易懂,也不容易出错。值得赞赏。




第二页: MCU
MCU模块图对主MCU芯片STM32F469NIH6进行了细致的设计。按照不同的PORT进行划分,整洁有序,查看方便。

MCU模块提供了用于RTC32768晶振和8MHz的主频晶振(后续需要进行扩频)

MCU实物图:布线还是比较讲究的。

MCU的datasheet文档:
STM32F469NIH6.pdf (2.94 MB)




第三页:扩展接口设计
原理图如下:
扩展即可是一个双排162.54mm间距的Hearderconnector。扩展接口配置丰富,包含有SPI1,TIM1_CH1,TIM2_CH1,TIM3_CH1,TIM3_CH2, TIM8_CH1,TIM8_CH2,USART6_RX,USART6_TX,I2S,ADC1/ADC2_IN5,ADC123_IN11,SPEAKEROUT等接口,方便用户连接其他模块进行设计和开发。
扩展接口实物图:



第四页:电源接口设计
电源模块包含了板子供电选择端子,Arduino 模块电源输入,以及+3.3V+1.8V(音频芯片使用)电源接口,需要注意的是有2个跳线端子JP1JP5.

板子上的+5V3中来源:E5V,U5V_ST_LINK,VBUS_FS1,通过JP2来选择。
JP2实物图:
其他都是用的LD1117系列LDO来实现E5V,+3V3+1V8.VDD_MCU通过JP5来选通。
JP5实物图:

LD1117LDOdatasheet文件。
LD1117S50TR.pdf (1.6 MB)



第五页:外围接口设计
包含 了一个用户按钮(wake-up功能),一个复位按钮(RESET)4个用户指示LED灯,一个MicroSD(TFcard)接口,一个eeprom接口(可以外接EEPROM芯片)

用户按键和复位按键实物图:

TF卡实物图:

用户指示灯:



第六页:  音频接口设计
包括一个立体声模拟信号输入接口,连接3.5mm的音频线,同时也可以通过扩展接口连接扩音器。同时包含了3个麦克风输入模块。

大家有没有注意到拾音器输入是通过芯片顶上的圆孔来实现的。


音频处理芯片实物图:

麦克风实物图:



耳机插孔:

CS43L22
CS43L22_F2.pdf (671.67 KB)

MP34DT01TR
MP34DR01TR.pdf (636.85 KB)



第七页:显示屏接口设计
显示屏接口电路包含了3组差分信号,背光控制电路,以及触摸屏控制电路。
STLD40DPUR.
STLD40DPUR.pdf (339.87 KB)



第八页:SDRAM模块设计
包含一个128MbitSDRAM芯片,用的是美光的MT48LC4M32B2B5-6A。主频为167MHz

SDRAM实物图:

SDRAM 芯片DATASHEET:
MT48LC4M32B2B5-6.pdf (3.52 MB)



第九页:SPI Flash模块设计
包括一个128MbitNOR Flash芯片,利用的同样是美光的N25Q128A13EF840F芯片。

SPI FLASH 实物图:
SPI FLASH 芯片DATASHEET:
N25Q128A13EF840F.pdf (1.11 MB)


第十页:USB OTG接口设计
包含一个具有OTG功能的USB接口,其中包含一个带过流保护(500mA的限流值)的电源闸芯片(STSTMPS2151STR),USB接口具有USB-OTG接口的EMIRF噪声抑制保护功能芯片(EMIF02-USB03F2)LD8用于OTG连接指示灯。


STMPS2151STR
STMPS2151STR.pdf (2.6 MB)

EMIF02-USB03F2
EMIF02-USB03F2.pdf (241.81 KB)


第十一页:Arduino UNO 接口设计
集成了Arduino UNO connector,用于连接其他基于Arduino UNO接口的模块进行功能设计,非常有用,兼容Nucleo模块。



第十二页:ST-LINK接口设计
这个是每个DISCOVERYNUCLEO模块的标准配置,用来进行调试和代码下载的。节省了额外的ST-LINK调试器。

同样提供3种电源方式。
电源限流值为500mA.

LD3985M33R:
LD3985M33R.pdf (421.43 KB)

ST890CDR:
ST890CDR.pdf (621.79 KB)

至此关于STM32F469I-DISCOVERY 的硬件分析工作就完成了。虽然不是非常的详细,但是相信大家通过这个就可以对该模块的硬件架构有一个大概的理解。同时对后面的软件设计工作也有非常大的帮助。

同时也欢迎大家彼此学习和交流。





沙发
colin2135| | 2015-12-22 22:17 | 只看该作者
感谢啊!!!这么好的分析竟然没有人顶?很少看到这么有意义的帖子了。
期待楼主对F469更多的分享。

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板凳
songchenping|  楼主 | 2015-12-23 07:45 | 只看该作者
colin2135 发表于 2015-12-22 22:17
感谢啊!!!这么好的分析竟然没有人顶?很少看到这么有意义的帖子了。
期待楼主对F469更多的分享。 ...

大部分人都把精力放在如何去得到板子,而不是怎么给大家分享一些有用的东西,虽然有的东西是最基本的。但是对于刚入门的小伙伴们还是非常有用的。

个人表示不想浪费这块板子,板子上也有我需要学习的地方,比如这种接口的DSI显示屏模块。就值得我去研究研究。尽量将板子的每个模块或者接口都用实例的方法给大家一个比较能接受的方式呈现出来。

既完成了活动所要求的,同时又给自己一个学习和锻炼的机会。

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地板
exson_2006| | 2015-12-23 16:04 | 只看该作者
感谢楼主。分享很详细 对我非常有用!新人求罩

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5
songchenping|  楼主 | 2015-12-23 20:26 | 只看该作者
exson_2006 发表于 2015-12-23 16:04
感谢楼主。分享很详细 对我非常有用!新人求罩

共同学习啊。

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6
gejigeji521| | 2015-12-23 23:37 | 只看该作者
大部分人都把精力放在如何去得到板子,而不是怎么给大家分享一些有用的东西,虽然有的东西是最基本的。但是对于刚入门的小伙伴们还是非常有用的。

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7
songchenping|  楼主 | 2015-12-24 07:49 | 只看该作者
gejigeji521 发表于 2015-12-23 23:37
大部分人都把精力放在如何去得到板子,而不是怎么给大家分享一些有用的东西,虽然有的东西是最基本的。但是 ...

怎么和我写的一样啊。:lol

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8
gejigeji521| | 2015-12-28 19:55 | 只看该作者
ST-LINK接口设计这个是每个DISCOVERY和NUCLEO模块的标准配置,用来进行调试和代码下载的。提供有虚拟串口和SWD接口。

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9
songchenping|  楼主 | 2015-12-28 20:29 | 只看该作者
gejigeji521 发表于 2015-12-28 19:55
ST-LINK接口设计这个是每个DISCOVERY和NUCLEO模块的标准配置,用来进行调试和代码下载的。提供有虚拟串口和 ...

是的,这个是标配。不过目前片子再也不是pin-to-pin compatible了。

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