STM32 Плата розробника STM32F103C6T6 / STM32F103C8T6

1. Ідентифікація та підготовка плати

STM32F103C8T6 (також відома як "Blue Pill") - потужна плата розробника на базі 32-бітного мікроконтролера ARM Cortex-M3. Перед початком роботи ознайомтесь з основними компонентами плати та їх призначенням.

flowchart TD
    subgraph BLUEPILL["STM32F103C8T6 (Blue Pill)"]
      direction TB
      
      subgraph PINOUT["Контакти"]
        direction LR
        PA["PA0-PA15
Піни порту A"]
        PB["PB0-PB15
Піни порту B"]
        PC["PC13-PC15
Піни порту C"]
      end
      
      subgraph JUMPERS["Перемички (Jumpers)"]
        BOOT0["BOOT0
Перемичка"]
        BOOT1["BOOT1
Перемичка"]
      end
      
      subgraph CONNECTORS["Інтерфейси"]
        USB["Micro USB
порт"]
        SWD["SWD
програматор"]
      end
      
      LED["Вбудований
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 Ключові елементи плати

• Перемички BOOT0 та BOOT1 - визначають режим завантаження мікроконтролера
• Вбудований світлодіод - підключений до піна PC13, зручний для демонстрації роботи програм
• Micro USB порт - для живлення та програмування (після встановлення завантажувача)
• SWD роз'єм - для програмування та налагодження через ST-Link V2
• Кнопка Reset - для перезавантаження мікроконтролера

2. Необхідні інструменти та компоненти

Для початку роботи з STM32F103C8T6 вам знадобляться:

2.1 Апаратне забезпечення

• Плата STM32F103C8T6 (Blue Pill)
• USB-to-TTL конвертер з підтримкою 3.3В логіки (для завантаження bootloader)
• ST-Link V2 програматор (альтернативний та більш швидкий метод прошивки)
• Кабель Micro-USB для підключення до комп'ютера
• З'єднувальні дроти типу Dupont "мама-мама" та "тато-мама"

2.2 Програмне забезпечення

• Arduino IDE - для програмування плати (можна завантажити з офіційного сайту)
• STM32 Flash loader demonstrator - для початкового завантаження bootloader (доступний на сайті ST)
• Завантажувач (bootloader) - з репозиторію rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader
• Пакет підтримки плат STM32 - з репозиторію rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32

3. Підготовка та прошивка завантажувача (bootloader)

Щоб мати можливість програмувати STM32 через Arduino IDE та USB, необхідно спочатку встановити спеціальний завантажувач. Цей процес виконується один раз.

3.1 Налаштування перемичок для режиму прошивки

flowchart LR
    subgraph NORMAL["Звичайний режим
(для роботи програм)"]
      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 програмування Flash
(через ST-Link)"]
      BOOT0_0F["BOOT0 = 0"]
      BOOT1_0F["BOOT1 = 0"]
    end
  

1. Знайдіть на платі перемички BOOT0 та BOOT1 (зазвичай вони жовтого кольору)
2. Для прошивки завантажувача встановіть такі положення:
   • BOOT0 = 1 (перемичка ближче до кнопки Reset)
   • BOOT1 = 0 (перемичка ближче до USB-порту)

3.2 Підключення 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
    
    ST_GND --> STM_GND
    ST_3V3 --> STM_3V3
    ST_SWCLK --> STM_SWCLK
    ST_SWDIO --> STM_SWDIO
  

1. Підключіть USB-to-TTL конвертер до STM32 за такою схемою:
   • GND (конвертер) → GND (STM32)
   • 5V або 3.3V (конвертер) → 5V (STM32)
   • TX (конвертер) → A10/RX1 (STM32)
   • RX (конвертер) → A9/TX1 (STM32)
2. Підключіть USB-to-TTL конвертер до USB порту комп'ютера

3.3 Визначення COM-порту

1. Відкрийте Диспетчер пристроїв Windows:
   • Натисніть правою кнопкою миші на "Цей ПК" → "Керування" → "Диспетчер пристроїв"
   • Розкрийте розділ "Порти (COM та LPT)"
   • Знайдіть пристрій, що відповідає вашому USB-to-TTL конвертеру (наприклад, "USB Serial Port (COM3)")
   • Запам'ятайте номер COM-порту (наприклад, COM3)

3.4 Прошивка завантажувача (bootloader)

1. Завантажте та встановіть програму STM32 Flash Loader Demonstrator
2. Завантажте архів з bootloader з GitHub (rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader) та розпакуйте його
3. Запустіть програму Flash Loader Demonstrator та виконайте такі кроки:
   • Виберіть COM-порт вашого USB-to-TTL конвертера
   • Натисніть "Next"
   • Програма має підключитися до мікроконтролера (повинен з'явитися зелений індикатор)
   • Натисніть "Next" → виберіть тип мікроконтролера "STM32F1_Medium-density_64K"
   • Натисніть "Next" → виберіть опцію "Download to device"
   • Натисніть "..." поруч із полем шляху
   • Перейдіть до розпакованої папки з bootloader, потім у підпапку "binaries"
   • Виберіть файл "generic_boot20_pc13.bin" (важливо вибрати правильний файл!)
   • Переконайтеся, що встановлені прапорці "Erase necessary pages" та "Verify after download"
   • Натисніть "Next" і дочекайтеся завершення процесу прошивки
   • Після успішного завершення закрийте програму

4. Налаштування Arduino IDE

Після встановлення завантажувача необхідно налаштувати Arduino IDE для роботи з платою STM32.

4.1 Встановлення пакета плат STM32

1. Завантажте архів з GitHub (rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32) та розпакуйте його
2. Перейдіть до папки ваших скетчів Arduino (зазвичай Документи\Arduino)
3. Створіть у ній папку "hardware" (якщо її ще немає)
4. Скопіюйте розпаковану папку Arduino_STM32-master в папку hardware
5. Перезапустіть Arduino IDE, щоб зміни вступили в силу

4.2 Вибір плати в Arduino IDE

1. Відкрийте Arduino IDE
2. Перейдіть до меню Інструменти → Плата
3. Знайдіть новий розділ "STM32F1 Boards (Arduino_STM32)"
4. Виберіть "Generic STM32F103C series"

5. Програмування плати через USB-to-TTL (з bootloader)

Тепер, коли завантажувач встановлено, ви можете програмувати плату через USB-to-TTL конвертер.

5.1 Налаштування перемичок для звичайного режиму

1. Встановіть перемички в такі положення:
   • BOOT0 = 0 (перемичка ближче до USB-порту)
   • BOOT1 = 0 (перемичка ближче до USB-порту)

5.2 Налаштування методу завантаження в Arduino IDE

1. Перейдіть до меню Інструменти → Upload method
2. Виберіть "Serial"
3. Перейдіть до меню Інструменти → Порт
4. Виберіть COM-порт, що відповідає вашому USB-to-TTL конвертеру

5.3 Створення та завантаження першого скетчу (приклад Blink)

1. Перейдіть до меню Файл → Приклади → Basics → Blink (або A_STM32_Examples → Digital → Blink)
2. Змініть пін світлодіода на PC13 (стандартний пін для вбудованого світлодіода на Blue Pill):
   // Змініть пін світлодіода на PC13 const int ledPin = PC13; void setup() { // Встановлюємо пін як вихід pinMode(ledPin, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(ledPin, HIGH); // Вимикаємо світлодіод (на Blue Pill вбудований LED працює від інверсної логіки) delay(1000); // Пауза 1 секунда digitalWrite(ledPin, LOW); // Вмикаємо світлодіод delay(1000); // Пауза 1 секунда }
3. Натисніть кнопку "Завантажити" (стрілка вправо) в Arduino IDE
4. Після успішного завантаження вбудований світлодіод на платі повинен почати блимати

6. Програмування плати через ST-Link V2

Альтернативний та швидший метод програмування через SWD інтерфейс за допомогою ST-Link V2.

6.1 Підключення 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 STM
32["STM32F103C8T6"]
      STM_GND["GND"]
      STM_5V["5V"]
      STM_A9["A9 (TX1)"]
      STM_A10["A10 (RX1)"]
    end
    
    TTY_GND --> STM_GND
    TTY_5V --> STM_5V
    TTY_TX --> STM_A10
    TTY_RX --> STM_A9
  

1. Підключіть ST-Link V2 до STM32 за такою схемою:
   • GND (ST-Link) → GND (STM32)
   • 3.3V (ST-Link) → 3.3V (STM32)
   • SWCLK (ST-Link) → SWCLK (STM32)
   • SWDIO (ST-Link) → SWDIO (STM32)
2. Підключіть ST-Link V2 до USB порту комп'ютера

6.2 Налаштування перемичок для ST-Link

1. Встановіть перемички в такі положення:
   • BOOT0 = 0 (перемичка ближче до USB-порту)
   • BOOT1 = 0 (перемичка ближче до USB-порту)

6.3 Налаштування методу завантаження в Arduino IDE

1. Перейдіть до меню Інструменти → Upload method
2. Виберіть "STLink"

6.4 Завантаження скетчу через ST-Link

1. Відкрийте або створіть скетч для завантаження
2. Натисніть кнопку "Завантажити" (стрілка вправо) в Arduino IDE
3. Після успішного завантаження програма почне виконуватися автоматично

7. Робота з периферією та інтерфейсами

STM32F103C8T6 має багатий набір периферії та інтерфейсів для різноманітних проектів.

7.1 Цифрові входи/виходи

Робота з цифровими пінами аналогічна Arduino, але використовуються інші позначення пінів (PA0, PB1, PC13 тощо):

7.2 Аналогові входи

STM32F103C8T6 має кілька аналогових входів з роздільною здатністю 12 біт (0-4095) порівняно з 10 біт (0-1023) в Arduino:

7.3 I2C інтерфейс

STM32F103C8T6 має два I2C інтерфейси. Для роботи з I2C використовуйте бібліотеку Wire:

7.4 SPI інтерфейс

Для роботи з SPI використовуйте бібліотеку SPI:

8. Усунення несправностей

9. Корисні посилання

• Arduino_STM32 - репозиторій з підтримкою STM32 для Arduino IDE
• STM32duino-bootloader - репозиторій з bootloader для STM32
• STM32CubeF1 - офіційний пакет розробки від ST Microelectronics
• STM32-base.org - інформація про плату Blue Pill