CN209912297U - 一种stm32学习开发板 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种STM32学习开发板，包括STM32最小系统、仿真调试口、供电接口和板载功能模块，所述板载功能模块包括CH340 USB转串口模块、四个不同颜色LED灯、三个高电平触发按键、一个低电平触发按键、两个电位器、一个蜂鸣器模块、SPI接口的FLASH存储模块、IIC接口的EEPROM模块、单总线接口的DS18B20测温模块、RS232通讯模块、RS485通讯模块、CAN通讯模块，上述板载功能模块除电源引脚外的控制引脚用排针引出；仿真调试口为SWD接口，供电接口为Micro USB口；RS232通讯模块包括两路RS232通讯串口，两路串口中一路为DB9公头接头，另一路为DB9母头接头；STM32最小系统的BOOT0引脚连接一个拨动开关。该开发板价格实惠、板载功能模块更精简全面实用，使用更为方便的入门学习开发板。

Description

一种STM32学习开发板

技术领域

本实用新型涉及嵌入式单片机开发板技术领域，具体为一种STM32入门学习开发板。

背景技术

目前网上卖的单片机学习开发板绝大多数是STM32开发板和51单片机开发板，而STM32相对51单片机而言，核心架构更为先进，运行速率更快，数据处理性能更强，片上外设资源更为丰富，外部接口也很丰富，有更广泛的应用范围和前景。市面上售价几十元的STM32小型开发板由于其价格较便宜实惠，所以很受初学者的青睐。但市售STM32小型开发板也有很多不足的地方，并不方便、适合初学者拿来学习入门STM32，因而本新型对其进行了很多改进。

市售STM32小型开发板的不足：

(1)板载功能模块不全面，不能让初学者很好的练习STM32的内部资源

市售的STM32小型开发板上的板载功能模块很少，一般只有几个LED灯、按键、EEPROM和FLASH芯片、CH340USB转串口模块等，一些STM32内部常用资源无法练习，如内部ADC电压采集的练习，定时器的PWM输出练习等。且一些常用通讯总线也因缺少相应的收发模块而无法学习练习，如RS232、RS485、CAN总线。

市售开发板虽留出了一些模块接口，但这些模块需要另外购买，如TFT触摸屏、SD卡、WIFI模块等，且这些模块价格贵，难度大、并不实用，所以初学者一般也不会专门购买这些模块练习。

因此市售开发板板载功能模块并不丰富全面，仅靠板载功能模块无法充分学习、练习STM32的其内部常用资源的用法，不太适合初学者拿来入门学习STM32。

(2)开发板功能模块引脚不开放，可做实验少，学习、练习方式受限

开发板板载功能模块引脚在电路板设计时均已固定连接而无法改变，使用板载功能模块练习时只能按设计的电路和例程来学习实验。但这种学习方法和练习方式太过于简化，初学者仅靠这样还是很难对STM32有一个深入的学习了解。即初学者无法按照自己的想法利用板载功能模块动手设计更多实验来学习了解STM32内部资源的多样用法，提高其对STM32的熟悉程度。

(3)串口下载电路有BUG

市售开发板的串口下载电路都带有一键下载电路，此附加电路可方便STM32使用串口下载程序，但此电路也是存在一定问题的，就是使用串口调试程序时如果不注意会陷入电路BUG而无法运行程序。网上也没有关于此问题的原因介绍，所以初学者使用串口调试时很容易受此电路BUG的影响，且也查找不出原因。

(4)开发板供电接口不合理

市售开发板都是带了MINI USB口作为供电口，而这种USB口的数据线生活中并不常见，所以一旦丢失开发板自带的USB数据线就麻烦了，因为很难找到一根这种USB接口的数据线来为开发板供电，更无法通过此USB口下载和调试程序，使用不方便。

(5)程序仿真调试接口不合适

市售开发板一般带的是JTAG下载调试口，但这种调试口有被逐渐取代的趋势。现在更好的下载方式是通过SWD接口下载调试。这种接口占用引脚少，连接更方便，接口占用面积小，且在高速模式时更稳定，所以网上卖的程序下载调试器大多数是SWD接口的下载器。且这种接口的下载器相对JTAG接口下载器体积更小巧，价格更便宜，成为了更为实用、应用广泛的下载调试器。

(6)开发板不具备电路扩展和多模块扩展的功能

小小的开发板上不可能包含所有使用者需要的练习模块，对于学生和其他初学者而言，就需要一块可方便扩展其他多个模块和电路的开发板进行学习和实验。然而市售的开发板不具备多个功能模块和电路扩展的能力来进行更丰富的学习实验，不适合初学者用来扩展进行更丰富的学习。

实用新型内容

本实用新型开发板针对市售的几十元价位的STM32小型入门开发板，做出了很多改进，旨在设计一款价格实惠、板载功能模块更精简全面实用，使用更为方便的入门学习开发板，能让初学者以很少投入，却能更好的入门学习STM32以及多种常用通讯总线的通讯方法。本实用新型开发板最大限度的开放板载功能模块的引脚，以让使用者能利用板载功能模块动手设计更多的实验来学习练习以提高其对STM32的熟悉程度，更好的入门学习STM32。另外本开发板设计了可结合面包板的扩展结构，能够进行多个功能模块和电路的扩展练习来丰富使用者实验学练习内容，使用者能按自己需要扩展多个模块或电路来学习练习，十分适合学生等初学者群体做实验练习使用。

本实用新型的技术方案是：

一种STM32学习开发板，包括STM32最小系统、仿真调试口、供电接口和板载功能模块，其特征在于所述板载功能模块包括CH340USB转串口模块、四个不同颜色LED灯、三个高电平触发按键、一个低电平触发按键、两个电位器、一个蜂鸣器模块、SPI接口的FLASH存储模块、IIC接口的EEPROM模块、单总线接口的DS18B20测温模块、RS232通讯模块、RS485通讯模块、CAN通讯模块，上述板载功能模块除电源引脚外的控制引脚用排针引出；仿真调试口为SWD接口，供电接口为Micro USB口；RS232通讯模块包括两路RS232通讯串口，两路串口中一路为DB9公头接头，另一路为DB9母头接头，每一路串口均有两个拨动开关；STM32最小系统的BOOT0引脚连接一个拨动开关。

本开发板与市售小型开发板对比介绍：

(1)本开发板板载功能模块全面实用

网上卖的STM32小型开发板除了STM32最小系统外，板载功能模块资源较少，一般只带了几个LED灯、按键、FLASH芯片、EEPROM等练习模块，仅靠这些模块无法让初学者全面地练习STM32内部常用的外设资源。

本开发板针对STM32的内部资源选择了一些简单、便宜的功能模块来让初学者学习和练习，让初学者以较少的投入却可较全面的学习练习STM32内部丰富资源的用法，适合学生等初学者群体入门学习STM32。

(2)本开发板功能模块引脚均开放，以增多使用者实验练习的方式

市面所售开发板的功能模块引脚均内部固定连接，没有开放出来，使用者只能按开发板设计的电路和例程学习实验，无法按自己想法利用板载功能模块进行更多样的实验练习，如用STM32不同定时器的PWM输出引脚连接LED灯做呼吸灯效果实验或连接按键做脉宽测量实验等。这样使用者的学习和练习方式都受到很大的限制，不能其进一步学习STM32内部资源的多样用法，提高对STM32的熟练程度。

本开发板为提高板载功能模块的使用效率，让初学者有更多的自由练习空间，将所有板载功能模块的控制引脚用排针在旁边引出而不是固定连接，这样初学者可以根据自己的设计来分配STM32的引脚与这些模块进行连接，改变模块的控制方式来学习STM32内部资源的多样用法，更好的入门学习STM32。模块的开放结构极大的提高了开发板实验的自主性、灵活性、多样性和可玩性，更有利于初学者了解、学习STM32。

(3)本开发板可轻松进行多模块和功能电路的扩展

市面所售开发板很难进行多模块及功能电路的扩展练习，使用者一般只是练习一下板载的功能模块而已。开发板上虽预留了很多的模块接口，但需要使用者另买相应配套的模块才能练习使用。由于这些模块不是学习入门STM32所必须的模块，且模块价格也不便宜，所以除了需要用这些模块学习开发的人会用到外，一般人也不会专门购买这些昂贵复杂模块来学习和练习。这些模块接口对初学者也只成了摆设。

然而开发板的少量板载功能模块并不能满足初学者的所有学习练习需求，初学者有时也需要练习一些自己需要用到的扩展模块，这些模块可能五花八门，所以开发板如果能进行扩展练习会更好的帮助初学者学习STM32。

本开发板设计了一种可与面包板结合的模块扩展方式，开发板的板载功能模块用来入门学习STM32，而如有模块扩展练习的需要时，使用者可利用此扩展结构扩展多个模块或电路学习练习。这样使用者可根据自己需要扩展一些模块学习练习，而不仅仅局限于开发板上的少数功能模块，本开发板扩展结构增大了开发板的使用方式范围，很适合用于初学者的扩展学习练习。

本开发板的扩展结构使其很容易与面包板连接在一起(与面包板结合)形成一个整体，面包板提供了大面积的扩展平台，使用者可以在面包板上根据自己需求搭建多个电路或功能模块进行扩展学习练习，满足了初学者的扩展学习需要。

(4)串口下载方式的改变

市面所售开发板一般都带有串口一键下载电路，此附加电路可方便使用者用串口给STM32下载程序，但此电路存在一定缺陷，网上关于此电路功能的介绍很多，但却没有介绍此电路缺陷的，所以初学者不知道使用此电路的注意事项，在使用串口时很可能会陷入此电路BUG里且也查不出原因。因而本开发板去掉了串口的一键下载电路部分，变为了更为基础也相对简单的串口下载方式。

电路BUG原因介绍：串口是调试程序常用的内部资源，使用串口调试程序时，要打开PC端的串口调试助手，同时我们也需要经常按复位键来复位程序重新运行。但在按复位键时，如果PC端的串口调试助手没有关闭的话，可能会使STM32无法运行用户程序。这是因为串口助手的软件流控会影响到此电路，而STM32的BOOT0引脚也会受此影响而被该电路拉高导致按键复位重启时一直进入bootloader引导程序中，无法运行到用户程序。所以在复位程序时，需要先关闭串口调试助手，复位后再重新打开，这样给程序调试带来了不便。另外初学者也很难靠自己找到问题原因，并在调试时注意这点BUG。

本开发板虽去掉了这一电路，但换成了另一种相当简单方便的串口下载方式，这种方式还能让初学者了解到STM32串口下载程序的原理。普通开发板的STM32BOOT0引脚都是用跳线帽与地短接的，而本开发板将BOOT0引脚连接了一个拨动开关，并可方便的切换其高、低电平。当轻轻拨动一下开关使BOOT0引脚接到高电平后，使用者便可用串口下载程序了，十分简单方便基础且没有BUG。

(5)供电接口的改变

市面所售开发板供电USB口均是MINI USB口，但MINI USB已逐渐被Micro USB口所取代，所以生活中这种USB数据线并不常见。一旦丢失开发板自带的MINI USB接口数据线便很难再找到替代的数据线对开发板进行供电和串口下载程序，使用很不方便。

本开发板改变了供电USB口类型，把MINI USB口更换为生活常见的Micro USB口，即手机上常见的USB口，这样我们就可以用手机充电线为开发板供电，即使开发板自带的数据线丢失，也可以轻松的找根手机充电线来代替，使用起来更加方便。

(6)本开发板的仿真调试口为SWD接口

市面上的开发板仿真调试口为JTAG接口，但目前SWD方式的下载仿真口更具有优越性，且SWD接口的下载仿真器更便宜，销量更大。

SWD方式的下载调试接口相对JTAG接口占用的引脚少，接口面积小很多，且SWD模式下，在高速仿真调试时具有更好的稳定性，SWD接口的仿真器比JTAG仿真器价格更便宜，体积更小，使用更方便，所以SWD仿真接口相比JTAG接口更好，更适合使用者对STM32进行仿真调试。

(7)本开发板带有两路RS232通讯口

一般小型开发板没有RS232通讯模块或只有一个DB9母头串口，但这样的RS232通讯串口并不完善，因为RS232通讯串口有DB9公头、DB9母头两种形式，如果只有一个DB9母头，则无法与其他DB9母头的串口设备通讯实验，如另一块只有DB9母头的开发板，此时需要一个DB9公头来与DB9母头对接。

本开发板有两路RS232通讯串口，两路串口中一路为DB9公头，另一路为DB9母头，这样可用于外接DB9公头和DB9母头两种形式的串口设备，方便了使用者做RS232通讯的测试实验。

另外，由于DB9串口通讯线有直连和交叉两种类型，这两种通讯线外观一样，只是通讯线内部的收、发信号线有交叉和直连两种连接形式，以适应外部信号收发线定义不同的串口设备。所以选用串口通讯线时要先考虑外部设备串口的信号收发线定义来选择。

而本开发板为了通讯方便，将开发板上的两路串口的收、发信号线选用拨动开关连接，这样可用拨动开关交换其收、发信号线的顺序，当发现通讯线与开发板的收、发信号线相反时，不必更换通讯线，只需拨动开发板串口的拨动开关交换顺序即可对接上，十分方便简单。

(8)RS485通讯模块

RS485总线是一种常见的串行总线标准，采用平衡发送与差分接受的方式，因此具有抑制共模干扰的能力。在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候，RS485总线是一种应用最为广泛的总线，而且在多节点的工作系统中也有着广泛的应用。

市售小型开发板一般没有RS485通讯模块，这使得使用者无法做关于RS485总线通讯的实验与测试。因而本开发板增加了这一模块，让初学者能够学习这一种常用的通讯总线的通讯方法，工程师也可用本开发板做关于RS485的通讯实验。

(9)CAN通讯模块

CAN通信协议最初是汽车行业为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要而开发的，现已标准化并成为了汽车网络的标准协议，CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

STM32内部资源包含CAN控制器，可用于开发CAN总线接口设备。然而市售几十元的小型开发板一般均不带有CAN总线收发器模块，无法进行CAN总线学习。

为了让初学者能够学习CAN总线通信方法，本开发板增加了CAN总线模块，来让使用者有机会练习STM32的CAN总线通信，掌握这种用途前景广泛的总线通信方式。

与现有STM32小型开发板相比，本实用新型的有益效果是：

(1)使用更简单方便

本开发板针对市售STM32小型开发板的不足做出了改进，旨在让开发板使用起来更方便、简单

①将开发板供电口由MINI USB口更换为生活中更常见的Micro USB口，这样使用者可轻松找一根Micro USB的手机数据线为开发板供电，即使开发板自带的MINI USB数据线丢失，也能轻松找到替代数据线，十分方便。

②本开发板改变了串口下载程序的方式，去掉了有使用BUG的串口一键下载电路，以避免初学者在使用串口调试程序时受此电路影响而不知所措。本开发板的串口下载方式也相当简单方便，同时也能让初学者了解到STM32串口下载的原理。

③本开发板的程序调试接口由JTAG口换成了更为方便、小巧的SWD接口，此种接口占用引脚极少、体积小，且SWD调试模式下更稳定，SWD接口的仿真调试器价格更低、体积更小巧，更适合使用者对STM32进行程序仿真调试用。

(2)板载功能模块更丰富、简单且开放，以利于初学者更好的学习入门STM32

市售开发板的板载功能模块较少，不能很好的学习入门STM32。且模块引脚电路固定连接，所以只能按开发板设计的电路和例程进行学习实验，练习方式简单，自主设计实验练习受限。这让初学者群体无法很好的学习了解STM32内部资源的用法。

本开发板针对STM32内部常用资源选择了些简单实用的功能模块来让初学者练习使用，让其以较少的投入，却较全面的入门了解STM32内部资源的用法。同时本开发板的板载功能模块控制引脚开放，使用者可根据自己的想法改变其连接控制方式来练习STM32内部资源的多样用法，以更好的学习掌握STM32，这样的开发结构极大提高了开发板实验的自主性、多样性、灵活性和可玩性，更有利于初学者利用板载功能模块的探索学习STM32的用法。

同时本开发板还添加了RS232、RS485和CAN总线的收发器，可让初学者练习这三种常用的通讯总线的通讯方法，掌握更多的总线通讯知识。本开发板RS232通讯模块的串口有DB9公头和DB9母头两种接口，且两路串口都能通过拨动开关交换信号收发线的顺序，以更方便的连接外部不同的类型的串口设备和串口通讯线进行通讯测试实验。

(3)开发板可进行功能模块和电路的扩展学习实验

一块小开发板上不可能集成所有使用者想要学习练习的功能模块，因而如果开发板具有模块电路扩展功能，那将对初学者产生极大帮助，初学者能扩展自己需要练习的模块学习练习并更熟练的掌握STM32的用法。但市售STM32开发板并不具备扩展功能。

本开发板设计了一种新式的扩展结构，这种结构可很好的与面包板结合成一个整体，面包板提供了一种大面积的扩展平台，初学者可根据自己需要在上面搭建多个模块和电路进行扩展学习练习，这极大丰富了其学习练习内容和自由度，满足了使用者扩展练习的需要。

本实用新型是一款面向STM32初学者群体的小型入门学习开发板，本STM32开发板具有使用更方便，板载功能模块更精简丰富实用，功能模块开放，提高了初学者的实验练习自由度等优点，本开发板还可连接面包板轻松的进行模块和电路扩展，满足了使用者扩展练习的需求。本开发板弥补了现在市面STM32小型开发板的一些使用不足，为初学者提供了一种更好的、更适合的入门学习STM32的开发板。

附图说明

图1为开发板与面包板分装时的结构示意图；

图2为开发板与面包板通过排针扩展连接的结构示意图，开发板下侧边缘的引脚插针可直接插接在面包板的边缘孔中。

图3中开发板的结构框图。图3中1、STM32最小系统，2、LED灯，3、高电平触发按键，4、低电平触发按键，5、电位器，6、蜂鸣器模块，7、CH340USB转串口模块，8、SPI接口的FLASH存储模块，9、IIC接口的EEPROM模块、10、RS232通讯模块，11、单总线接口的DS18B20测温模块，12、RS485通讯模块，13、CAN通讯模块。

图4中展示了RS232通讯模块的串口的收发信号线可对调接法原理图；

图5中展示了STM32BOOT0及BOOT1引脚的拨动开关接法。

图6展示了RS232通讯模块串口功能引脚用排针引出，使用者可选择STM32任意USART与其连接通讯。

图7展示了LED灯模块的引脚开放引出的原理图，使用者可根据自己练习需要使用STM32不同引脚连接进行多样实验练习。

图8中展示了JTAG接口与SWD接口的原理图，SWD接口更小巧，使用更方便。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步解释本实用新型，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。

本实用新型的STM32最小系统拟采用销量多、用途广、性价比高的STM32F103RCT6或STM32F103C8T6型号的STM32做主控芯片，这两款均带有STM32常用的内部资源，可让初学者群体很好的入门了解STM32的内部架构及内部资源。

市售几十元的高性价比小型开发板板载功能模块并不全面，另外这些开发板留了很多并不实用且昂贵的模块的接口，如果使用者想要练习，需购买这些配套的昂贵模块才行，但这些模块并不是入门学习STM32所必需的，所以初学者一般均不会购买这些昂贵模块练习使用，这些模块接口意义并不大。

STM32内部常用内部资源有GPIO、USART串口、TIM定时器、ADC、SPI、IIC、EXTI中断等，本开发板针对这些常用内部资源选择了些简单实用、价格便宜的模块让初学者入门学习STM32。这些模块的控制引脚开放，使用者可根据自己设计连接这些模块的引脚，改变模块的控制方式来学习练习STM32内部资源的多样用法，更好的入门STM32，而不再局限于开发板设计的电路和例程。板载功能模块介绍如下：

1、CH340USB转串口模块

此模块的USB口既是开发板供电USB口，又可当串口使用，并可通过此串口给STM32下载程序。此模块可用来练习STM32的USART串口资源用法。

2、4个不同颜色LED灯

普通小型STM32开发板的板载LED灯有两个，数量有点少，且引脚固定连接，因而只能用于简单的IO口输入输出练习，无法用于其它方式的练习，如定时器PWM输出练习。

本开发板选了4个不同色的LED灯，如红、黄、蓝、绿，这样可增加实验的趣味性。另外这些LED灯阴极用排针引出，使用者可改变其连接方式，除了可用于最基本的GPIO练习外，也可用于STM32内部不同定时器的PWM输出练习、DAC输出练习等。使用者可选择STM32定时器的PWM输出引脚连接LED灯，在定时器PWM模式的控制下，可改变其亮度，模拟出手机的呼吸灯效果，可做实验很多。

3、4个可触发高、低电平的按键

普通开发板的用户按键都是按下后触发高电平，而本开发板按键有四个，其中三个是高电平触发按键，另一个是低电平触发按键。这样可以用按键触发高低电平，来模拟外部不同类型的脉冲触发信号。按键可用于外部中断EXTI的练习，由于按键的触发端也用排针引出，因而也可用STM32主控芯片的定时器引脚连接按键来做脉冲信号测宽等实验练习。

4、2个电位器

普通的小型开发板不带电位器，这使得使用者无法做STM32内部ADC的实验练习。本开发板增加了两个电位器，可用于学习练习STM32内部ADC单通道电压采集或多通道轮流电压采集，让使用者能够详细的学习STM32内部ADC的使用方法。这里电位器为高精度电位器。

5、1个蜂鸣器模块

本开发板有一个蜂鸣器模块来让系统可以发出提示声，提高系统功能的完整性。

6、SPI接口的FLASH存储模块

SPI接口的FLASH存储模块能为开发板系统提供大容量外部数据存储媒介，其功能类似于硬盘，使用者可用来存储大量数据。同时该模块也能让初学者学习练习STM32内部的SPI控制器的用法，掌握这种应用十分广泛的芯片级通信协议——SPI协议，了解FLASH存储存取数据的方式和特点。

7、IIC接口的EEPROM模块

EEPROM也是一种很常见的数据存储媒介，主要用来存储少量非易失数据。IIC接口的EEPROM模块既能为使用者提供非易失数据存储媒介，又能学习STM32内部IIC控制器的使用方法和另一种很常用的芯片级通信协议——IIC协议，了解学习EEPROM存取数据的方法与特点。

8、单总线接口的DS18B20测温模块

本开发板加入了单总线接口的DS18B20测温模块，该模块既能够进行室温测试实验，又能学习单总线的通信方式也特点，增加了实验的趣味性。

9、RS232通讯模块

本开发板带有两路RS232通讯串口，其中一路是用DB9公头引出的，另一路是用DB9母头引出的，以适应不同类型的串口设备。

另外，市面所售串口通讯线的内部信号发送线、信号接收线有交叉和直连两种形式，这两种串口通讯线外观一样，使用时要根据外部串口信号收、发线定义来选择串口通讯线类型，保证开发板串口和外部设备串口信号收、发线对接上。

本开发板两路串口的收、发信号线均可根据外部设备和现有的串口通讯线的不同来用拨动开关(开发板上的BOOT0、BOOT1和RS232通讯模块均用到了拨动开关，拨动开关型号相同，为SS-12D001P2T)交换板载串口的信号收、发线以与外部设备串口对接上。这样可不用考虑串口通讯线类型和外部设备串口信号收、发线的定义，例如板载串口和外部串口信号收发线相反，需要用到内部交叉的串口通讯线，这时一种选择是找一根内部交叉的串口通讯线，另一种选择是通过拨动开发板的拨动开关交换板载串口的信号收、发线顺序进行通讯，显然后者更方便省力。

在图4中，P13、P15为排针，可与STM32的USART引脚相连，U7为MAX3232芯片，负责RS232通讯信号的电平转换，中间的S7～S10为四个拨动开关，J3为DB9母头，J4为DB9公头，DB9接口通过串口通讯线与外部设备串口相连。以其中一路串口U7、J3、S7、S8为例介绍如何对调板载串口的信号收发线。U7的R1IN引脚为信号接收引脚，RIOUT引脚为信号发送引脚，两个引脚分别连接拨动开关S7、S8的中间公共脚，S7与S8的另外两个引脚分别连接J3的DB9FM_R引脚和DB9FM_T引脚，J3的DB9FM_T、DB9FM_R引脚通过串口通讯线与外部串口设备串口相连。S7、S8可通过拨动切换其公共脚与另外两个引脚的连接情况来实现U7的收、发信号引脚与J3引脚连接的对调，从而实现板载串口的收、发信号线可根据所使用的串口通讯线和外部串口的情况调整进行通讯。

10、RS485通讯模块

RS485总线是一种常见的串行总线标准，采用平衡发送与差分接受的方式，因此具有抑制共模干扰的能力。在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候，RS485总线是一种应用最为广泛的总线，能在多节点的工作系统中广泛应用。

本开发板增加了RS485通讯模块，让初学者能够学习了解这一种常用通讯总线的通讯方法。

11、CAN通讯模块

CAN通信协议最初是汽车行业为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要而开发的，现已标准化并成为了汽车网络的标准协议，CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

STM32内部资源有CAN控制器，可用于做CAN通讯实验。为了让学生等初学者能学习了解CAN总线通信方法，本开发板增加了CAN通讯模块，这让使用者有机会学习了解这种用途前景广泛的总线通信方式。

本开发板板载功能模块丰富实用，均针对STM32内部常用资源而设计，很适合初学者入门学习STM32所用，让使用者以较少的投入却可较全面的入门学习STM32内部资源的用法以及多种通讯总线的通讯方式。

开发板板载功能模块控制引脚开放，以让初学者有更多的实验练习机会

市售的开发板的模块电路已固定连接，所以初学者只能按开发板设计的电路和例程学习实验，不能按自己的想法改变模块连接方式来做更多实验进一步学习STM32内部资源用法，学习方式受限。

本开发板为让使用者利用开发板板载功能模块进行更多样的实验练习，将板载功能模块除电源引脚外的控制引脚用排针在旁边引出，使用者可根据自己需求设计来连接这些模块学习练习。

如图6所示，RS232通讯模块的两路串口均用排针P13和P15引出，使用者可根据自己需求选择STM32内部的不同USART连接RS232通讯模块的两路串口通讯，练习不同USART配置方法的异同。

在图7中，LED灯的阴极引脚用排针P2引出，使用者可选择不同的STM32引脚连接LED灯，改变LED灯的控制方式进行学习练习。如用STM32内部APB1桥下的定时器2或APB2桥下的定时器1的PWM输出引脚连接LED灯做呼吸灯效果实验，这样既可以熟悉STM32的内部架构，了解不同资源配置方法的异同，又能用板载功能模块做多样的实验，更有利于初学者入门学习了解STM32。

整个开发板是个开放的实验平台，使用者可根据自己需求来练习这些模块和STM32的用法，而不仅仅局限于使用开发板设计的电路和附带的例程学习实验，这样极大的提高了开发板实验的自主性、灵活性、多样性和可玩性，有利于提高初学者对STM32内部资源的熟悉度及使用熟练度，更好的入门学习STM32。

设计新的扩展结构，可与面包板很好的结合为一体进行扩展实验学习

普通开发板没有扩展结构，虽然预留了一些模块接口，但这些模块并不简单实用，且较贵，所以一般初学者根本不会买这些扩展模块学习练习，只有专门用到这些模块开发的人才会用到。另外，初学者想要练习一些其他自己需要的模块时却没有一个扩展平台。

本开发板的板载功能模块简单实用、价格低，能够练习STM32内部常用资源的用法，满足初学者入门学习了解STM32的需求。为了进一步满足使用者能根据自己需要扩展练习模块的需求，本开发板设计了与面包板结合的扩展方式。

在图1中，展示了面包板与开发板的分装图，在图2中，展示了开发板与面包板结合的简图。

本开发板将所有可用引脚在开发板的一侧边缘按顺序用排针向上和向下均引出，向上引出的排针是供使用者与板载功能模块引脚连接练习使用的，而向下引出的是往面包板上插接使用的。为了简单直观，在图1中只是展示了向下引出的边缘排针。这排插针可直接插在面包板的边缘孔上，如图2所示，这样将STM32的引脚按顺序引到面包板上，开发板与面包板成为一个整体，使用者可方便的在面包板上搭建多个模块和电路与STM32引脚直接连接进行扩展实验学习。且扩展的面包板数量可根据扩展模块和电路的多少而增加或减少，自由度很大，扩展的模块电路多就多拼接几个面包板，扩展模块少，则只需一个面包板即可。并且开发板的主体部分在面包板外侧延伸，不会占用面包板的空间而造成面包板空间浪费。

本开发板的扩展结构极大方便了使用者按自己需要进行多模块和功能电路的扩展学习和实验。另外在不需要扩展时，由于开发板有M3铜柱支撑，下方的插针也不会碰到地面而影响正常使用。

对开发板作出改进优化，来让初学者更方便使用

1、本开发板将电源供电口的MINI USB接口更换为了Micro USB接口，方便使用者使用，这样即使开发板自带数据线找不到了，我们也可轻松找一根手机的数据线为其供电，而不必非要找一条生活中并不常见的MINI USB数据线来为开发板供电。

2、本开发板去掉了串口的一键下载电路，因为此电路有缺陷，使用时需要注意，而网上又没有此电路BUG的介绍，因而初学者在用串口调试程序时很容易陷入BUG里而无法运行程序。另外为方便使用者用串口给STM32下载程序，本开发板提供了另一种串口下载方式，将STM32BOOT0引脚用拨动开关连接。

如图5所示，BOOT0引脚通过一个10K电阻R7连接一个拨动开关S2的中间2脚，该拨动开关的1、3引脚分别连接GND和3V3，这样只要轻轻拨动开关即可改变BOOT0的电平，使STM32进入串口下载模式。这种方法很简单基础没有BUG，同时也能让初学者了解STM32启动模式的知识。

3、本开发板将JTAG的仿真调试口改成了SWD接口。由于SWD仿真方式的优点，网上卖的仿真下载器大部分是SWD接口的，且其价格也更低，销量大，因而本开发板更换成SWD接口以方便使用者对STM32仿真下载调试用。

在图8中，展示了JTAG(左)，SWD(右)接口的不同，SWD接口相对JTAG接口连接更方便。

本开发板整体概述：

本STM32小型开发板针对市售几十元价位的小型开发板做出了很多改进，旨在为STM32初学者群体提供一款使用更方便实用，练习方式更多样，且可借助面包板进行扩展的。

本开发板将市售开发板的MINI USB口更换成了生活中常见的Micro USB口，这样使用者可用一根手机数据线为开发板供电，而不必局限于开发板自带的那根数据线，供电方式更灵活方便。另外，由于串口一键下载电路存在一定缺陷，影响串口调试使用，所以本开发板更换成了另一种串口下载方式，使用起来也很方便。本开发板的仿真调试接口更换为更小巧简单实用的SWD接口，这种接口的仿真下载器也更小巧便宜，使用更方便。

本开发板针对STM32常用内部资源，选择了些简单实用的模块来让初学者入门练习STM32，开发板除了STM32最小系统外，板载功能模块还有4个不同色的LED灯2，3个高电平触发按键3，1个低电平触发按键4，2个电位器5，1个蜂鸣器模块6，CH340USB转串接口模块7，SPI接口的FLASH存储模块8，IIC接口的EEPROM模块9，单总线接口的DS18B20测温模块11，RS232通讯模块10(包含DB9公头、DB9母头两路串口)，RS485通讯模块12、CAN通讯模块13。这些模块精简实用、价格低廉，可以满足初学者入门练习STM32的基本需求。

另外，本开发板为满足初学者扩展自己想要练习的模块需求，设计了可结合面包板的扩展方式，面包板成了大面积的扩展平台，使用者可在面包板上搭接自己需要练习的模块和电路，且模块电路可搭接多个，很方便。STM32的引脚通过扩展结构全部引入面包板，所以可直接与模块电路相连，无需再将开发板上的STM32引脚排针用杜邦线引到面包板上。

本开发板所有板载功能模块的控制引脚用排针引出，使用者可根据自己的想法使用板载功能模块进行练习，如用STM32的定时器引脚连接按键做脉冲宽度测量实验来学习定时器的高级使用方法，这样极大增加了开发板练习的自由度、灵活度，让初学者更好的探索学习STM32内部资源的多样用法、更好的入门掌握STM32。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (3)

1.一种STM32学习开发板，包括STM32最小系统、仿真调试口、供电接口和板载功能模块，其特征在于所述板载功能模块包括CH340 USB转串口模块、四个不同颜色LED灯、三个高电平触发按键、一个低电平触发按键、两个电位器、一个蜂鸣器模块、SPI接口的FLASH存储模块、IIC接口的EEPROM模块、单总线接口的DS18B20测温模块、RS232通讯模块、RS485通讯模块、CAN通讯模块，上述板载功能模块除电源引脚外的控制引脚用排针引出；仿真调试口为SWD接口，供电接口为Micro USB口；RS232通讯模块包括两路RS232通讯串口，两路串口中一路为DB9公头接头，另一路为DB9母头接头，每一路串口均有两个拨动开关；STM32最小系统的BOOT0引脚连接一个拨动开关。

2.根据权利要求1所述的STM32学习开发板，其特征在于，将开发板所有可用引脚在开发板的一侧边缘按顺序用排针向上和向下均引出，向上引出的排针供使用者与板载功能模块的引脚连接练习使用，而向下引出的排针与面包板插接。

3.根据权利要求1所述的STM32学习开发板，其特征在于，STM32最小系统的主控芯片为STM32F103RCT6或STM32F103C8T6。

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