ČVUT v Praze - Fakulta elektrotechnická
Katedra měření

G0-Lab s STM32G031

Přístroje založené na STM32G031 (STM32G030)

Nejnovější, nejjednodušší, nejmenší a nejlevnější řešení přístroje SDI - osciloskop, voltmetr, impulsní generátor ve verzi G0-Lab, který vznikl 2/2022 a využíváme jej nyní v klubu ETC22.

Zero eLab Viewer a STM32G031J6M6 jako osciloskop, impulsní generátor PWM, voltmetr


Obr. 1 Schéma G0- Lab pro osciloskop s STM32G030J6M6 a Zero eLab Viewer

 

        
Obr. 2 Uspořádní G0- Lab na nepájivém kontaktním poli




Obr. 3 Umístění součástek na nepájivém kontaktním poli

Parametry:
Osciloskop- záznam až 1024 vzorků, rozlišení 12 bitů,
Rychlost záznamu až 1x 2 MS/s (nebo  2x 1 MS/s, 3 x 666 kS/s).
Ve stroboskopickém módu - až  64 MS/s - rozlišení s intervalem 15,6 ns.  Analogová šířka pásma vstupu ADC je větší než 20 MHz. G0- Lab tak umožňuje např. měření rychlosti přeběhu operačního  zesilovače,  měření časové konstanty obvodu,...
Impulsní generátor PWM , nastavení  střídy 0 až 100 %; nastavení frekvence 1 Hz až 32 MHz
Voltmetr tři kanály, 0 až + 3,3 V,  rozlišení 0,8 mV, 100 odměrů/s, průměrování z 1 až 256 odměrů, možnost funkce zaznamníku průběhu napětí -   režim "recording", 100 odměrů/s.

Připojení k PC prostřednictvím USB a převodníku USB - UART s obvodem Ch340 (případně CP2102,...) .  Nastavení: 115200 Bd, 8 bitů, bez parity. Napěťové úrovně signálů Tx, TXD, Rx, RxD 0 a +3,3 V. Nesmí být úroveň +5 V !

využití vývodů STM32G031J6M6
pin 1  Ch2 vstup (voltmetr i osciloskop)
pin 2  VDD, + 3,3 V
pin 3  VSS, GND  (0 V)
pin 4  Ch3 vstup  (voltmetr i osciloskop)
pin 5  Tx výstup UART z STM32G031
pin 6   Rx vstup UART do STM32G031
pin 7   Ch1 vstup (voltmetr i osciloskop)
pin 8   PWM out výstup generátoru PWM + blik  LED
Program v STM32G031 po zapnutí napájení krátce zabliká LED na pinu č. 8.

Firmware pro STM32G030J6M6  verze 2022_3_30 zde. Pro naprogramování lze využít program Cube programmer při komunikaci s mikrořadičem pomoí kanálu UART. Je třeba nastavit pojistky - " fuses"- pin č. 4  RST použit jako GPIO (volba č. 2), pin č. 8 BOOT 0 poujít jako nBOOT0 (zachovat funkci pinu pro aktivaci BOOT Loader s komunikací přes UART ).

PC aplikace Zero eLab Viewer (pro Win a pro Linux) je stejná, jako je i pro STM32F042  zde___  

Nahrání firmware do nového procesoru je možné pomocí kanálu UART na pinech 5 a 6 za pomoci programu ST Cube programmmer.  Je nutné  nastavit "pojistky- fuses.- bude přiloženo.

G0 - Lab se Zero eLab Viewer je úspěšně používán v praktické výuce na katedře měření ČVUT- FEL. Díky nízké ceně a současné (4/2022) relativní dostupnosti procesoru  STM32G031J6M6  u různých dodavatelů- Mouser  zde nebo zde  je využitelný i pro experimenty vzájmových technických kroužcích. Procesor STM32G030J6M6 je v pouzdře SO8 s roztečí vývodů 1,28 milimetrů, což umožňuje jeho snadné zapájení na adaptor SO8- DIL8, který je použit také v realizaci G0-Lab.

Procesor STM32G030J6M6 je také použitelný, avšak při použití standarního programování procesoru pomocí programátoru Cube programmmer,  je možno využít pouze kanály Ch1 ( na pinu č. 7) a Ch2 ( na pinu č. 1). Pinu č. 4  zůstane funkce reset.

Při programování procesoru prostřednictvím kanálu UART  je třeba nastavit v "Option bytes" bit určující, že přechod do režimu je na záladě stavu BOOT pinu ( pin č. 8). Pokud se použije implicití nastavení   Cube progammmer ( nenataví se přišlučný konfiurační bit) a není možné při dalším  pro programování  FLASH procewori v režimu připojení  prostřednictvím UART, ale pouze pomocí rozhraní SWD na pinech č. 7 a 8.

Pro použití pinu č. 4 jako vstupu pro Ch3 je třeba nastavit v option bytu  konfigurační bit pro NRST_MODE tak, že  pin č. 4 bude používá jako vstupně - výstupní brána. Pokud se  bit NRST_MODE při programování FLASH nenastaví, ponechá si pin č. 4 funkci reset.

Obr.3 Uspořádní G0-Lab na nepájivém kontaktním poli

Obr. 4 Zachycení přechodného děje na článku RC

Obr. 5  Určení rychlosti přeběhu oper. zesil. MCP601 osciloskopem ve stroboskopickém režimu

Na obr. 5 osciloskop s G0-Lab pracuje ve stoboskopickém režimu, ekvivalentní vzorkovací frekvence je 64 MHz.  Úsek mezi kurzory odpovídá času právě jedné mikrosekundy. Rychlost přeběhu operačního zesilovače na spádové hraně je tedy cca 2,4 V/us.

Obr. 6 G0- Lab - Voltmetr se Zero eLab Viever v režimu kontinuálního záznamu (recording)

Pozn. různé zobrazení barev panelu osciloskopu je v souvislosti s různými počítači a  instalací operačních systémů ( Win XP, Win 10), na nichž byl pořízen záznam.

Autorem firmware i PC aplikace je pan Ing. Adam Belinger