STM32F10x在OTP MCU编程器中的应用 小家电

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关键字：ARM   Cortex   ADC   DMA   PWM  
　　OTP单片机因其价格低廉、性能成熟在许多小家电中得以广泛应用。硬件编程器通常是其开发过程中必不可少的设备。本案是用于该类单片机的硬件编程器，可对该类单片机实现联机编程和脱机编程；还可以测试该类单片机的工作频率、工作电压等多项参数，一机多用。

　　1、STM32F101R8主要特性

　　STM32F10x系列是ST公司推出的基于ARM最新架构Cortex-M3内核的MCU。集成了存储器、时钟、复位和电源管理电路，DMA控制器，模数/数模转换器，快速IO口，多功能定时器及各种通讯端口。具有多种低功耗模式、在线调试端口。该系列MCU引脚、外设、软件具有高度兼容性，能应用到许多领域中。

　　本案选用了基本型器件STM32F101R8。这颗器件的主要特性有：

• 　　ARM 32位Cortex-M3 CPU，36MHz，单周期乘法和硬件除法器
  
• 　　64KB FLASH，10KB SRAM
  
• 　　2.0~3.6V，POR，PDR，PVD
  
• 　　内部8MHz、40kHz RC振荡器，PLL；外部4~16MHz晶体，32kHz用于RTC和备份域
  
• 　　7通道DMA控制器
  
• 　　3个4通道通用定时器，IC/OC/PWM
  
• 　　2个SPI口，最高18Mbis/s
  
• 　　2个I2C接口，支持SMBus
  
• 　　3个USART，支持ISO7816，LIN，IrDA，Modem
  
• 　　1个16通道12位ADC
  
• 　　低功耗模式：睡眠、停止、待机
  
• 　　SWD和JTAG在线调试
  
• 　　CRC计算，96位唯一ID
  
• 　　51个IO口
  
• 　　小型LQFP64封装

　　2、编程器硬件设计

　　编程器通过串口或其它通讯口与配套工具软件通讯，实现对芯片的联机编程。脱机时则通过按键控制对芯片的编程。

　　编程器硬件框图如图1所示。

图1 编程器硬件框图

　　编程器产生芯片所需的工作和编程电压，并根据需要控制所有电压的开启和关闭。同时，利用主控制器内部多通道ADC检测供电电压和编程电压，一旦电压发生异常即关断系统。

　　指示灯编程器用主控制器高驱动能力口线直接控制指示灯的开关，指示编程器的各种工作状态。

　　通过编程接口对OTP芯片编程，同时还供给芯片工作时钟，检测芯片内部振荡器的频率。

　　STM32F101R8的应用连接如图2所示。

图2 STM32F应用连接图

　　其中，CLK提供OTP芯片工作时钟；AD0 ~ AD4共5路电压输入，用于检测系统的工作电源和编程电压；f1_TST和f2_TST则用于检测OTP芯片的内部振荡器频率。RXD、TXD是编程器和上位机之间的通讯接口（UART），SCL和SDA是STM32F10x和OTP芯片之间的通讯接口（I2C，亦可用SPI等）。

　　L1、L2、L3连接到指示灯，BEEP连接到蜂鸣器，KEY连接到脱机编程按键。其余引脚控制编程电压和编程接口的开关。

　　3、编程器软件设计

　　3.1 主流程

　　软件主流程图如图3所示。

图3 软件主流程图

　　主流程看起来非常简单，因为程序充分利用了STM32F10x强大的中断能力