Rozhraní a periférie

Přehled

IODAG3E disponuje mnoha vstupy a výstupy vyvedenými na svém těle buď v podobě X a Y konektorů a nebo jako další konektory přímo na PCB. Mezi tyto rozhraní patří plnohodnotný mikro USB port, volitelný konektor externího napájení, volitelný SWD konektor, konektor pro připojení WEXP modulu a zapuštěný konektor ethernetu.

Rozmístění konektorů a rozhraní na základní jednotce IODAG3E.

Ethernet

Zařízení používá budič LAN8720 (Datasheet) jako PHY (physical layer) rozhraní a spolu s mikrokontrolérem zajišťují 10/100 Mbit/s konektivitu jednotky po ethernetu. Ethernet je základní rozhraní pro připojení do cloudu a je na jednotce vždy přítomné. Kromě datové komunikace lze jednotku přes ethernetový port i napájet (PoE napájení).

  • rychlost do 10/100 Mbit/s

  • podpora PoE

USB

IODAG3E disponuje plnohodnotným mikro USB vstupem včetně datových vodičů. Použitý mikrokontrolér disponuje FS i HS USB periferií schopnou pracovat v režimech device, host i OTG. IODAG3E má však implementovánu podporu pouze USB FS a je zpravidla využíván jako device zařízení třídy CDC (Communications Device Class) .

USB lze využít i pro napájení, kde další podrobnosti popsány v článku o napájení.

GPIO a sběrnice

Zařízení IODA disponuje celkem 54 piny vstupně výstupními piny na X a Y konektoru (namapování pinů) a to včetně napájecích pinů. Na pinech lze definovat digitální i analogové vstupy a výstupy, další komunikační sběrnice a nebo používat napájecí vývody pro napájení jednotky či jako výstup napájení pro externí zařízení.

Vlastnosti vstupů a výstupů se odvíjí od použitého mikrokontroléru STM32F437IIH6 a jejich napojení je patrné z tabulek s přiřazenými vývody. Lze se tak například dozvědět, jaká jednotka SPI sběrnice na daných pinech funguje a kde ne.

Příklad X konektoru (vlevo) a Y konektory (vpravo) na základní desce IODAG3E.

Analogové vstupy

Na GPIO lze definovat 8 analogových vstupů a to na pinech uvedených v tabulce. Negativní referenci představuje potenciál GND a kladnou referenci větev 3V3. AD převodník mikrokontroléru tedy dokáže měřit napětí od 0.0 do 3.3 V. Rozlišení AD převodníku je 12 bitů a může být obsluhován DMA přenosy.

Pin

X00

X01

X04

Y19

Y22

Y23

Y24

Y25

Analogové výstupy

Analogové výstupy obsluhuje DA převodník (Digital-to-analog converter) se dvěma nezávislými výstupy a rozlišením až 12 bitů. Jeho pozitivní reference je na větvi 3V3 a negativní na signálu GND.

Funkce

Pin

DAC_OUT1

Y23

DAC_OUT2

Y25

I2C

Zařízení IODA má mezi výstupy k dispozici také dvě sběrnice I2C. Obě sběrnice nabízejí možnost využití alternativního zapojení na jiné dvojici pinů.

Funkce

Pin

Alternativní pin

I2C1 SCL

X06

X15

I2C1 SDA

X07

X13

I2C3 SCL

Y07

Y21

I2C3 SDA

Y06

Y20

UART/USART

IODA umožňuje komunikovat po několika sériových linkách. Na jeho sběrnici GPIO lze definovat až 4x komunikační rozhraní typu UART a jedno komunikační rozhraní USART

Funkce

Pin

UART1_TX

X06

UART1_RX

X07

UART3_TX

X11

UART3_RX

X09

UART4_TX

Y00

UART4_RX

Y01

UART5_TX

Y03

UART5_RX

Y18

USART6_TX

Y10

USART6_RX

Y09

USART6_RTS

Y11

USART6_CTS

Y15

SPI

GPIO obsahuje možnost definovat až 3 komunikační rozhraní SPI najednou.

Funkce

Pin

SPI1_MISO

X12

SPI1_MOSI

X14

SPI1_SCK

X10

SPI1_NSS

X08

SPI3_MISO

Y01

SPI3_MOSI

Y03

SPI3_SCK

Y00

SPI3_NSS

Y23

SPI6_MISO

Y17

SPI6_MOSI

Y16

SPI6_SCK

Y15

SPI6_NSS

Y11

CAN

Dále je možné definovat dvě sběrnice typu CAN na pinech:

Funkce

Pin

CAN1_TX

X13

CAN1_RX

X15

CAN2_TX

X06

CAN2_RX

X14

Timers (PWM)

Mikrokontrolér jednotky má k dispozici sadu také skupinu timerů, které se primárně používají k vytváření PWM signálů. Procesor má k dispozici několik různých Timerů, které mají různé kanály.

Funkce

Pin

TIM1_CH3,TIM3_CH4,TIM8_CH3

X00

TIM1_CH2,TIM3_CH3,TIM8_CH2

X01

TIM1_CH1

X02

TIM2_CH4,TIM5_CH4,TIM9_CH2

X04

TIM1_BKIN,TIM3_CH1,TIM8_BKIN

X05

TIM4_CH1

X06

TIM4_CH4, TIM11_CH1

X13

TIM3_CH2

X14

TIM4_CH3,TIM10_CH1

X15

TIM5_CH4

Y05

TIM3_CH4,TIM8_CH4

Y06

TIM1_CH1

Y07

TIM3_CH3, TIM8_CH3

Y08

TIM3_CH2,TIM8_CH2

Y09

TIM3_CH1,TIM8_CH1

Y10

TIM5_CH3

Y12

TIM5_CH2

Y13

TIM5_CH1

Y14

TIM2_CH1/TIM2_ETR,TIM8_CH1N

Y25

TIM2_CH3

Y26

SWD

SWD (Serial Wire Debug) konektor slouží k ručnímu naprogramování a ladění mikrokontroléru zařízení. Pro jeho využití je potřeba nezbytný hardware a počítač s patřičným softwarem. Informace o tomto druhu programování hardware je v článku o offline programování (pomocí ZPP či ST-linku).

Spodní polovina desky IODAG3E s umístěním SWD konektoru a vyznačeným pinem číslo 1.