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 2048 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.
Software ke stažení
Firmware STM32G030J6M6 verze 2022_9_15 délka záznamu 2 kS (2048 Samples) - Nové
Firmware pro STM32G030J6M6 verze 2022_3_30 zde. délka záznamu 1 kS
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 použjít jako nBOOT0 (zachovat funkci pinu pro aktivaci BOOT Loader s komunikací přes UART ).
Pracuje se stejnou PC plikací jako firmware 2022_3_30.
PC aplikace Zero eLab Viewer (pro Win a pro Linux, MAC ) je stejná, jako je i pro STM32F042. Vše najdete na stránce 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 a jeho pořízení u různých dodavatelů ( Mouser zde nebo zde , TME 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 použití starší verze Cube programmmer lze nastavit pojistku nRST i u STM32G030J6M6.
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 ( nenastaví se přišlušný 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.
Více informací o způsobu programování paměti FLASH STM32G031J6M6 pomocí Cube Programmmer.
Realizace osciloskopu
Přístroj lze realizovat v kompaktní verzi na desce plošného spoje. Příklad řešení je zde - autor Ing. O. Fidra.
Řešení s využitím klasických součástek do děr pro studenty v ETC22 je zde autor Dr. V. Petrucha.
Pro školní laboratoře se nabízí realizace na kvalitním nepájivém kontaktním poli (např. WBP323 firmy Wisher) dle obr.3. Postačuje pouze procesor v pouzdře SO8 zapájet na adaptor SO8/DIL8.
Obr.3 Uspořádní G0-Lab na nepájivém kontaktním poli
Obr. 4 Zachycení přechodového 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
Zpět na: stránka SDI
- 1168 zobrazení