Iteadmaple STM32 Cortex-M3 для Ардуино

Технические характеристики

• Модель: Iteadmaple V1.0 (близкий аналог Leaflabs Leaf Maple R3+)
• Питание: USB 5В, DC5521 6-12В, постоянного тока DC
• Рабочее напряжение логики: 3.3В (некоторые выводы толерантны к 5В)
• Ток нагрузки суммарный 3.3В, макс.:  500 мА
• Ток через вход/выход GPIO, макс.: 15 мА
• Контроллер: 32-разрядный ARM Cortex-M3 STM32F103RBT6 в корпусе LQFP64
• Тактовая частота ядра: 72 МГц
• Флеш-память: 128 КБ (105.5 КБ для приложения)
• ОЗУ-память: 20 КБ (16.6 КБ для приложения)
• ДМА-доступ: 7 каналов
• Цифровые входы/выходы GPIO: 35
• Аналоговые входы: 16, разрядность 12-бит
• ШИМ выходы: 15, разрядность 16-бит
• Интерфейсы: USART, SPI, JTAG, SWD, USB, I2C
• Индикаторы: питание PWR, вывод D13
• Управление: кнопки сброса "Reset", загрузки "BOOT"
• Совместимое ПО: Maple IDE, Arduino IDE, PlatformIO, Visual Studio Code, STM32CubeProg, и др.
• Шаг выводов: 2.54 мм (0.1")
• Температура эксплуатации: -20°C~+70°C
• Размеры: 69 х 54 x 10 мм (форм-фактор схожий с Arduino UNO)
• Вес: 40 г

Инновационная 32-битная платформа Maple SMT32

Платформа Leaf Maple своими корнями уходит в 2009 год и принадлежит основанной в Массачусетсе группе исследователей-инженеров Leaflabs. Успешная среди разработчиков различных коммерческих, исследовательских и художественных проектов, Maple представляет полностью открытое, высокопроизводительное 32-разрядное решение, обладающее мощными ресурсами обработки и вычисления данных, разлетевшееся по миру многотысячным тиражом. Ключевая идея появления проекта Maple — максимальное упрощение процессов использования ряда процессоров ARM, к которым относиться огромнейшее семейство чипов STM32, с поддержкой в дружественной для пользователя интегрированной среде разработки и программирования приложений Maple IDE.

Контроллер Iteadmaple STM32 Cortex-M3 основан на идеях уникального коммерческого проекта Leaf Maple от Leaflabs (Funduino), и объединяет классический стиль Arduino с вычислительной мощностью STM32. Плата с программируемым контроллером Iteadmaple STM32 обладает схожими с популярной моделью Arduino UNO R3 физическими размерами, имеет одинаковую компоновку базовых аналого-цифровых портов за ислючением отсутствующего порта ICSP (SPI), и полностью совместима со многими существующими на рынке надстраиваемыми модулями расширения для Ардуино. В модуле Iteadmaple V1.0 используется высокопроизводительный процессор ARM STM32F103RB Cortex-M3, по характеристикам и возможностям с лихвой превосходящий ключевые показатели 8-битных AVR чипов семейства Arduino. Контроллер функционирует на частоте 72 МГц, располагает увеличенным объёмом памяти ОЗУ 20КБ/ПЗУ 128КБ. Отличается внушительным количеством периферии — на плате представлено 35 цифровых портов ввода/вывода общего назначения GPIO. Среди них - 15 с поддержкой ШИМ, 15 каналов АЦП, нативный порт USB 2.0 для питания и программирования, три аппаратных USART, по две шины I2C/SPI. В память чипа STM32 фабрично прошит DFU-загрузчик и USB-загрузчик, дополнительный внешний программатор не требуется. Плата Iteadmaple V1.0 оснащена стабилизатором напряжения питания и разъёмом отладочного интерфейса JTAG/SWD.

Расположение и назначение выводов платы Iteadmaple V1.0

Среда разработки Maple IDE

Среда программирования Maple IDE разработана LeafLabs, максимально адаптирована для работы с семейством плат Maple, и во многом повторяет популярную оболочку Arduino IDE. Цифровая среда Maple IDE обладает собственным набором интегрированных библиотек (например, LiquidCrystal, Servo, Wire, и др.) Подключение любых других библиотек осуществляется их портированием (внесением соответствующих изменений в код для совместимости с чипом STM32). С некоторых пор, среда Maple IDE больше не получает официальную поддержку в виде обновлений и расширений. Однако существующая её финальная версия и сегодня прекрасно справляется с прошивкой оригинальных плат Maple STM32 или их технических аналогов от сторонних производителей, в том числе Iteadmaple v1.0. Перед использованием Iteadmaple (Maple R3+) в ОС Windows может потребоваться установка или обновление драйверов DFU и Serial (файлы включены в состав Maple IDE).

Подсказка. В среде Maple IDE великолепно решён вопрос с автоматическим восстановлением функции подключения через USB-порт после прошивки платы в режиме DFU-загручика, без внешнего программатора! (в случае утери USB-загрузчика)

Интеграция в Arduino IDE

Исходный дистрибутив Arduino IDE содержит поддержку только для электронных плат с контроллером Atmel ATmega (AVR), установленных в коммерческих моделях Arduino. Совместимость оболочки Arduino IDE с чипами другой архитектуры, таких как ESP8266 или ESP32 (Risc-V), STM8 или STM32 (ARM), обеспечивается добавлением специальных загружаемых пакетов, несущих техническую информацию и характеристики для выбранной платформы. Они включают перечень необходимых инструментов, применяющихся средой Arduino IDE для автоматизации записи кода приложения в память программируемого устройства. В таких пакетах часто размещяются множество библиотек или примеров, демонстрирующих основные методы и правила программирования поддерживаемых микроэлектронных плат.

Поддержка Iteadmaple v1.0 (аналог LeafLabs Maple R3+) реализована в библиотеке Arduino STM32. Работоспособность проверена на стенде Windows 10 + ArduinoIDE 1.8.19. Шаги установки Arduino STM32:

1. Загрузить и установить среду Arduino IDE
2. Запустить Arduino IDE и установить через менеджер плат загружаемый пакет Arduino SAM boards (Cortex-M3). Он добавит нужный ARM-компилятор arm-none-eabi-gсс
3. Загрузить ZIP-архив с набором файлом STM32 и распаковать содержимое в папку Arduino_STM32
4. Скопировать Arduino_STM32 в My Documents/Arduino/hardware (создать папку hardware, если её не было ранее)
5. Установить драйверы для Serial и DFU (загрузочные устройства). Сделать это можно через открытое окно cmd, запущенное от имени администратора, выполнением скрипта install_drivers.bat из папки: /drivers/win/.
6. Перезапустить Arduino IDE, выбрать плату "Maple (Rev 3)".

Прошить скетч мигания светодиодом Blink.ino из списка примеров библиотеки Arduino_STM32. Результат успешной интеграции пакета Arduino_STM32 в программную оболочку Arduino IDE

Техническая документация

1. Спецификация модуля Iteadmaple STM32 Cortex-M3 для Ардуино (англ., PDF)
2. Электрическая принципиальная схема Iteadmaple V1.0 (англ., PDF)
3. Спецификация контроллера STM32F103x8(B)x (англ., PDF)

Полезные ссылки

1. Загружаемая библиотека Arduino STM32
2. Страница офф. техподдержки LeafLabs со средой разработки Maple IDE и примерами программирования/прошивки
3. Инструкция по обновлению USB-загрузчика (USB bootloader) в Maple IDE