第 1 章

STM32を活用した応用システム開発に役立つ

5月号付属ARM基板用ベースボードの開発
江崎雅康
マイクロコントローラ STM32F103VB の機能を最大限引き出すために 5 月号付属 ARM 基板（以降，ARM 基板）用のベースボードを開発した．ARM 基板とベースボードでマイクロコントローラの使い方を徹底的にマスタする．

（編集部）¡モータ制御に適した 3 相 PWM（Pulse-width Modulation）
コントローラ¡SPI（ System Packet Interface）， I2C（ Inter-integratedCircuit ）シリアル・インターフェース回路¡7 チャネル DMA（Direct Memory Access）

1．STM32F103はこれだけのことができる！

¡JTAG（Joint Test Action Group）デバッグ機能
これらの機能については拡張ピン・ヘッダ（40 × 2 ピン）

本誌 2008 年 5 月号に付属した ARM 基板「CQ-STARM」に信号線を出力するだけにとどめています．に搭載したマイクロコントローラSTM32F103VB（STMicroARM 基板は USB 経由の内蔵フラッシュ・メモリ書き込

electronics 社）は，幅広い用途に使える豊富な周辺機能をみ機構DFU（Device Firmware Upgrade）を使ってプログ備えています．しかし今回のARM 基板の設計ではこのLSIラム開発ができます．
「ARM 基板と付属 CD-ROM だけでの特徴を鮮明に浮き上がらせるためにあえて「あれもやりARM Cortex-M3 システムの開発ができる」，これが大きたい，これもできる」という気持ちを抑え，機能を絞り込な特徴です．

んだ設計にしました．
今回の ARM 基板の最大の特徴を次に示します．

3 軸加速度センサ，USB インターフェース，SD メモリーカード・インターフェース，16 チャネル 12 ビット A-D コ① ARM Cortex-M3（72MHz）の CPU パワーンバータを組み合わせるだけで各種システムを開発できま② USB 2.0 インターフェース

す．プログラム開発もSTMicroelectronics 社が提供する豊③ 3 軸加速度センサ

富なライブラリ，サンプル・プログラムを活用すれば効率④ SD メモリーカード・インターフェースよく進めることができます．

⑤ 16 チャネル 12 ビット A-D コンバータ⑥ USB バス・パワーだけで動作する 3.3V 電源回路
⑦ USB 経由でプログラム開発ができる DFU 機構
しかし STM32F103VB は，以下の機能を備えます．

2．STM32F103VB の豊富な機能を使いこなすために拡張ベースボードを開発¡CAN（Controller Area Network）インターフェース¡LIN（Local Interconnect Network）インターフェース

ARM 基板単独で利用できるのは ST32F103VB の一部機

¡USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver

能だけです．この LSI はほかにも CAN，3 チャネル

Transmitter ）シリアル・インターフェース（3 チャネル）

USART，モータ制御に適した 3 相 PWM コントローラな

Keyword38

ベースボード，CQ-STARMBB，JTAG デバッガ，マイク入力，スピーカ出力，RS-232-C，Bluetooth，CAN，LIN，3 相 PWM コントローラ，7 セグメント LED

Design Wave Magazine 2008 JuneARM基板を使ったシステム開発の基礎
ど魅力的な機能を多数備えています．ドライバIC を外付け拡張ベースボードに搭載した機能を次に示します．

するだけで簡単に，RS-232-C インターフェース，CAN イン① 本格的なシステム開発に欠かせないJTAG デバッガ用のコネクタを配置

ターフェース，LIN インターフェース，などが利用できます．
簡単な機器の開発にもキー入力，LED 表示などヒューマ② SD メモリーカード，USB を有効活用して音を扱うためにマイク入力とスピーカ出力回路を搭載

ン・インタフェースは必要です．これらの機能をマイク入力やスピーカ出力，SD メモリーカード・インターフェー③ 3 チャネルのUSART を有効活用するためにRS-232-C イスと組み合わせると，「USB マイク」，「ボイス・レコーダ」，ンターフェースと Bluetooth モジュール・インター「MP3 プレーヤ」，などを実現することができます．

フェースを搭載

ここに挙げた ARM 基板の拡張は個人で部品を買い集め④ 車載システム開発用に CAN インターフェースと LIN イ
ンターフェースを搭載て組み立てることも可能です．しかし，「本業はソフトウェ

012

ア開発，電子工作の時間はない」，「はんだ付けは DIP 部品⑤ 3 相 PWM コントローラを活用してモータ制御だけ，表面実装はギブアップ」，「部品入手が至難の業，1 日⑥ 7 セグメント LED 表示とキー入力回路

34．JTAG デバッガ用の20 ピン・ボックス型ヘッダ

4中探し回ってもそろわない」という声も少なくありません．
そこで ARM 基板を使って応用システムの開発に役立つ拡張ベースボード「CQ-STARMBB」を開発しました（写真51）．この基板は希望者に有償頒布します（p.46 参照）．
ARM 基板を使って組み込みシステム開発にチャレンジし本格的なシステム開発には JTAG デバッガが必要です．てみましょう．

3．拡張ベースボードの機能と回路設計
図 1 は ARM 基板と拡張ベースボードの機能を示したものです．図 2 は拡張ベースボードの回路，表 1 は部品リス
ト，写真 1 は拡張ベースボードの試作基板です．
拡張ベースボードに何を載せるべきか，これも判断に迷うところですが，製作に協力していただいた方の意見を集約して図 1 の仕様に決定しました．

マイク入力回路
マイクロホン・プリアンプ
TS472

3軸加速度センサ
LIS344ALH

スピーカ出力オーディオ・パワー・アンプ
TS4871SDメモリーカード・インターフェース

JTAGデバッガ用
20ピン・ヘッダ

16チャネルA-Dコンバータ

3相PWMモータ
制御回路用コネクタ

キー入力回路（8キー）

写真 1

ARM Cortex-M3
プロセッサ
STM32F103VB（72MHz）

7セグメントLED表示回路（2けた）

拡張ベースボードCQ-STARMBB

USBインターフェース

CANインターフェース

3.3V電源回路（USBバス・パワー）

LINインターフェース

USBダウンローダ
DFU

RS-232-Cシリアル通信回路（2チャネル）

3.3V電源回路（500mA）

Bluetooth無線
通信モジュール

本誌5月号付属基板 CQ-STARM 搭載機能
拡張ベースボード CQ-STARMBB 搭載機能

図1

STM32F103VB の豊富な周辺機能を使いこなすために用意した拡張ベースボードCQ-STARMBB

ARM 基板 CQ-STARM は機能を絞り込んだ設計になっており，ARM Cortex-M3（72MHz），3 軸加速度センサ，USB，SD メモリーカード・インターフェース，16
チャネル A-D コンバータが搭載されている．

Design Wave Magazine 2008 June396