STM32 Плата разработчика STM32F103C6T6 / STM32F103C8T6

1. Идентификация и подготовка платы

STM32F103C8T6 (также известная как "Blue Pill") — мощная плата разработчика на базе 32-битного микроконтроллера ARM Cortex-M3. Перед началом работы ознакомьтесь с основными компонентами платы и их назначением.

flowchart TD
    subgraph BLUEPILL["STM32F103C8T6 (Blue Pill)"]
      direction TB
      
      subgraph PINOUT["Контакты"]
        direction LR
        PA["PA0-PA15
Пины порта A"]
        PB["PB0-PB15
Пины порта B"]
        PC["PC13-PC15
Пины порта C"]
      end
      
      subgraph JUMPERS["Перемычки (Jumpers)"]
        BOOT0["BOOT0
Перемычка"]
        BOOT1["BOOT1
Перемычка"]
      end
      
      subgraph CONNECTORS["Интерфейсы"]
        USB["Micro USB
порт"]
        SWD["SWD
программатор"]
      end
      
      LED["Встроенный
LED (PC13)"]
      RESET["Кнопка
RESET"]
      
      PINOUT --- JUMPERS
      PINOUT --- CONNECTORS
      PINOUT --- LED
      PINOUT --- RESET
    end
    
    classDef pins fill:#f96,stroke:#333,stroke-width:2px
    class PA,PB,PC pins
    
    classDef components fill:#9ef,stroke:#333,stroke-width:2px
    class BOOT0,BOOT1,USB,SWD,LED,RESET components
  

1.1 Ключевые элементы платы

• Перемычки BOOT0 и BOOT1 — определяют режим загрузки микроконтроллера
• Встроенный светодиод — подключён к пину PC13, удобен для демонстрации работы программ
• Micro USB порт — для питания и программирования (после установки загрузчика)
• SWD разъём — для программирования и отладки через ST-Link V2
• Кнопка Reset — для перезапуска микроконтроллера

2. Необходимые инструменты и компоненты

Для начала работы с STM32F103C8T6 вам понадобятся:

2.1 Аппаратное обеспечение

• Плата STM32F103C8T6 (Blue Pill)
• USB-to-TTL конвертер с поддержкой 3.3В логики (для загрузки bootloader)
• ST-Link V2 программатор (альтернативный и более быстрый метод прошивки)
• Кабель Micro-USB для подключения к компьютеру
• Соединительные провода типа Dupont "мама-мама" и "папа-мама"

2.2 Программное обеспечение

• Arduino IDE — для программирования платы (можно скачать с официального сайта)
• STM32 Flash loader demonstrator — для начальной загрузки bootloader (доступен на сайте ST)
• Загрузчик (bootloader) — из репозитория rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader
• Пакет поддержки плат STM32 — из репозитория rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32

3. Подготовка и прошивка загрузчика (bootloader)

Чтобы иметь возможность программировать STM32 через Arduino IDE и USB, необходимо сначала установить специальный загрузчик. Этот процесс выполняется один раз.

3.1 Настройка перемычек для режима прошивки

flowchart LR
    subgraph NORMAL["Обычный режим
(для работы программ)"]
      BOOT0_0["BOOT0 = 0"]
      BOOT1_0["BOOT1 = 0"]
    end
    
    subgraph BOOTLOADER["Режим прошивки bootloader
(через USB-TTL)"]
      BOOT0_1["BOOT0 = 1"]
      BOOT1_X["BOOT1 = 0"]
    end
    
    subgraph FLASH["Режим программирования Flash
(через ST-Link)"]
      BOOT0_0F["BOOT0 = 0"]
      BOOT1_0F["BOOT1 = 0"]
    end
  

1. Найдите на плате перемычки BOOT0 и BOOT1 (обычно они жёлтого цвета)
2. Для прошивки загрузчика установите следующие положения:
   • BOOT0 = 1 (перемычка ближе к кнопке Reset)
   • BOOT1 = 0 (перемычка ближе к USB-порту)

3.2 Подключение USB-to-TTL конвертера

flowchart LR
    subgraph USBTTY["USB-to-TTL конвертер"]
      TTY_GND["GND"]
      TTY_5V["5V/3.3V"]
      TTY_TX["TX"]
      TTY_RX["RX"]
    end
    
    subgraph STM32["STM32F103C8T6"]
      STM_GND["GND"]
      STM_3V3["3.3V"]
      STM_SWCLK["SWCLK"]
      STM_SWDIO["SWDIO"]
    end
    
    TTY_GND --> STM_GND
    TTY_5V --> STM_3V3
    TTY_TX --> STM_SWCLK
    TTY_RX --> STM_SWDIO
  

1. Подключите USB-to-TTL конвертер к STM32 по следующей схеме:
   • GND (конвертер) → GND (STM32)
   • 5V или 3.3V (конвертер) → 5V (STM32)
   • TX (конвертер) → A10/RX1 (STM32)
   • RX (конвертер) → A9/TX1 (STM32)
2. Подключите USB-to-TTL конвертер к USB-порту компьютера

3.3 Определение COM-порта

1. Откройте Диспетчер устройств Windows:
   • Нажмите правой кнопкой мыши на "Этот ПК" → "Управление" → "Диспетчер устройств"
   • Раскройте раздел "Порты (COM и LPT)"
   • Найдите устройство, соответствующее вашему USB-to-TTL конвертеру (например, "USB Serial Port (COM3)")
   • Запомните номер COM-порта (например, COM3)

3.4 Прошивка загрузчика (bootloader)

1. Скачайте и установите программу STM32 Flash Loader Demonstrator
2. Скачайте архив с bootloader с GitHub (rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader) и распакуйте его
3. Запустите программу Flash Loader Demonstrator и выполните следующие шаги:
   • Выберите COM-порт вашего USB-to-TTL конвертера
   • Нажмите "Next"
   • Программа должна подключиться к микроконтроллеру (должен появиться зелёный индикатор)
   • Нажмите "Next" → выберите тип микроконтроллера "STM32F1_Medium-density_64K"
   • Нажмите "Next" → выберите опцию "Download to device"
   • Нажмите "..." рядом с полем пути
   • Перейдите в распакованную папку с bootloader, затем в подпапку "binaries"
   • Выберите файл "generic_boot20_pc13.bin" (важно выбрать правильный файл!)
   • Убедитесь, что установлены флажки "Erase necessary pages" и "Verify after download"
   • Нажмите "Next" и дождитесь завершения процесса прошивки
   • После успешного завершения закройте программу

4. Настройка Arduino IDE

После установки загрузчика необходимо настроить Arduino IDE для работы с платой STM32.

4.1 Установка пакета плат STM32

1. Скачайте архив с GitHub (rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32) и распакуйте его
2. Перейдите в папку ваших скетчей Arduino (обычно Документы\Arduino)
3. Создайте в ней папку "hardware" (если её ещё нет)
4. Скопируйте распакованную папку Arduino_STM32-master в папку hardware
5. Перезапустите Arduino IDE, чтобы изменения вступили в силу

4.2 Выбор платы в Arduino IDE

1. Откройте Arduino IDE
2. Перейдите в меню Инструменты → Плата
3. Найдите новый раздел "STM32F1 Boards (Arduino_STM32)"
4. Выберите "Generic STM32F103C series"

5. Программирование платы через USB-to-TTL (с bootloader)

Теперь, когда загрузчик установлен, вы можете программировать плату через USB-to-TTL конвертер.

5.1 Настройка перемычек для обычного режима

1. Установите перемычки в следующие положения:
   • BOOT0 = 0 (перемычка ближе к USB-порту)
   • BOOT1 = 0 (перемычка ближе к USB-порту)

5.2 Настройка метода загрузки в Arduino IDE

1. Перейдите в меню Инструменты → Upload method
2. Выберите "Serial"
3. Перейдите в меню Инструменты → Порт
4. Выберите COM-порт, соответствующий вашему USB-to-TTL конвертеру

5.3 Создание и загрузка первого скетча (пример Blink)

1. Перейдите в меню Файл → Примеры → Basics → Blink (или A_STM32_Examples → Digital → Blink)
2. Измените пин светодиода на PC13 (стандартный пин для встроенного светодиода на Blue Pill):
   // Измените пин светодиода на PC13 const int ledPin = PC13; void setup() { // Устанавливаем пин как выход pinMode(ledPin, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(ledPin, HIGH); // Выключаем светодиод (на Blue Pill встроенный LED работает от инверсной логики) delay(1000); // Пауза 1 секунда digitalWrite(ledPin, LOW); // Включаем светодиод delay(1000); // Пауза 1 секунда }
3. Нажмите кнопку "Загрузить" (стрелка вправо) в Arduino IDE
4. После успешной загрузки встроенный светодиод на плате должен начать мигать

6. Программирование платы через ST-Link V2

Альтернативный и более быстрый метод программирования через SWD интерфейс с помощью ST-Link V2.

6.1 Подключение ST-Link V2

flowchart LR
    subgraph STLINK["ST-Link V2"]
      ST_GND["GND"]
      ST_3V3["3.3V"]
      ST_SWCLK["SWCLK"]
      ST_SWDIO["SWDIO"]
    end
    
    subgraph STM32["STM32F103C8T6"]
      STM_GND["GND"]
      STM_5V["5V"]
      STM_A9["A9 (TX1)"]
      STM_A10["A10 (RX1)"]
    end
    
    ST_GND --> STM_GND
    ST_3V3 --> STM_5V
    ST_SWCLK --> STM_A10
    ST_SWDIO --> STM_A9
  

1. Подключите ST-Link V2 к STM32 по следующей схеме:
   • GND (ST-Link) → GND (STM32)
   • 3.3V (ST-Link) → 3.3V (STM32)
   • SWCLK (ST-Link) → SWCLK (STM32)
   • SWDIO (ST-Link) → SWDIO (STM32)
2. Подключите ST-Link V2 к USB-порту компьютера

6.2 Настройка перемычек для ST-Link

1. Установите перемычки в следующие положения:
   • BOOT0 = 0 (перемычка ближе к USB-порту)
   • BOOT1 = 0 (перемычка ближе к USB-порту)

6.3 Настройка метода загрузки в Arduino IDE

1. Перейдите в меню Инструменты → Upload method
2. Выберите "STLink"

6.4 Загрузка скетча через ST-Link

1. Откройте или создайте скетч для загрузки
2. Нажмите кнопку "Загрузить" (стрелка вправо) в Arduino IDE
3. После успешной загрузки программа начнёт выполняться автоматически

7. Работа с периферией и интерфейсами

STM32F103C8T6 имеет богатый набор периферии и интерфейсов для разнообразных проектов.

7.1 Цифровые входы/выходы

Работа с цифровыми пинами аналогична Arduino, но используются другие обозначения пинов (PA0, PB1, PC13 и т.д.):

7.2 Аналоговые входы

STM32F103C8T6 имеет несколько аналоговых входов с разрешением 12 бит (0-4095) по сравнению с 10 бит (0-1023) в Arduino:

7.3 I2C интерфейс

STM32F103C8T6 имеет два I2C интерфейса. Для работы с I2C используйте библиотеку Wire:

7.4 SPI интерфейс

Для работы с SPI используйте библиотеку SPI:

8. Устранение неисправностей

9. Полезные ссылки

• Arduino_STM32 — репозиторий с поддержкой STM32 для Arduino IDE
• STM32duino-bootloader — репозиторий с bootloader для STM32
• STM32CubeF1 — официальный пакет разработки от ST Microelectronics
• STM32-base.org — информация о плате Blue Pill