在實務上，經常使用意法半導體的 MCU，本文介紹一塊高效能的工控板，如圖一所示，以 STM32H750 為基礎，其核心為 ARM Cortex-M7，最高運算時脈 480MHz。底下列出這塊工控板的周邊介面：
1) 12 路光耦合GPI
目前分類：單晶片應用 (17)
- May 11 Sat 2024 08:59
工控板 STM32H750 ADC / DAC / 網路介面
- Mar 07 Thu 2024 16:18
工控板 STM32F407 / 24-bit ADC / 乙太網路介面
意法 STM32 系列晶片在工業或控制領域使用是非常廣泛的，這裡介紹一塊 F407 的控制板，板子將晶片的周邊電路已經拉出來，並接到歐式端子頭，如圖一所示。簡單介紹 STM32F407 核心是 ARM Cortex-M4F，晶片最高工作頻率 168MHz，底下列出這塊控制板的周邊介面：
1) 16 路光耦合隔離 GPI
- May 16 Tue 2023 10:14
[筆記] 恩智浦 NXP LPC55S69 開發板的開箱
最近拿到一塊 NXP LPC55S69 開發板，準備開發 USD + SD 存取，板子被包裝在下圖的盒子內，盒子封面印有這塊開發板的官方網路連結。根據技術文件的介紹，這套開發板大約是2020年上市了穩定版本，官方規畫這顆 MCU 主要應用於工業物聯網 IOT ﹑自動化﹑診斷設備...等領域。
 |
| 圖一：LPC55S69 開發板的包裝盒 |
下圖二是開發板的正面原貌，板子中間是 MCU LPC55S69，晶片核心是ARM Cortex-M33，具有雙核心的封裝，內部最高時脈為 150MHz。基本上，晶片都包含了一般 MCU 該有的周邊，比較特別的部分有雙 USB 介面﹑雙 SD 介面﹑以及語音介面。在圖的右上方有語音的 codec 晶片，能將語音轉成數位化後接到 LPC55S69 處理。左邊有兩個 micro USB 接口，分別支援 Full speed 和 High speed 的規格，另外有兩個 micro USB 接口分別是供電和 debug 之用。 左下方的區塊是 Link2 on-board debugger，它支援除了 NXP 自家的 Link2 除錯器之外，也支援外接 J-Link 的除錯器。
- May 03 Wed 2023 14:39
[筆記] 如何配置 ESP32 模組的連線資料與密碼？
ESP32 模組具有 WiFi 和藍芽無線的功能，沒有鍵盤與螢幕的環境，要如何配置模組的 WiFi 連線方式呢？在樂鑫科技所著的 『ESP32-C3物聯網工程開發實戰』 一書中給了三種配置無線網路連線的方式，分別是：SoftAP配網﹑一鍵配網﹑藍芽配網。書中還提到另一種透過路由器的 WPS 方式配置網路參數，但是 WPS 功能逐漸被路由器所關閉，所以這裡就不討論 WPS 方式。
SoftAP 方式配網
這方式的概念很容易理解，ESP32 模組一開始先做為 WiFi AP 的角色，讓手機 APP 連上 ESP32 模組，從 APP 介面將 WiFi 的連網參數 (SSID / password) 設定到模組裡面。接著，斷開模組的 AP 連線後，ESP32 會轉換成 STA 角色去連接無線網路 AP，如下圖所示。
- Jan 07 Sat 2023 16:26
[應用] 以 STM32 為核心的四軸無人機套件
最近買一套無人機套件，並研究其原理。套件包含一個遙控器，以及無人機主體，如下圖所示。系統架構與先前的平衡車系統類似，MCU 為控制與運算的核心，周邊搭配一顆 MPU6050 重力加速計，用來偵測系統的軸向變化，再來就是控制馬達驅動的模組。從系統原理來看，無人機比平衡車的運算更為複雜，建議可以先從平衡車的系統開始學習，然後再來研究無人機的系統。
![[應用] 以 STM32 為核心的四軸無人機套件](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhfNMQV6B9NoX4q_o-fhu7Ha1CysxqzVeOpnc-Ci0LaaqAs4TsjJlQ1cEr4dXlXqEC_evc1mQYPG4GHZqz-_tgxIQ8LEcYVMUHz4rtlmGOGdc_rgMTJmfq2BjPSLBbmdvZBwyTa0hipdPX6Bq13t_a-eUBYXwvGe0YQfpuhpnpw7j-bf82WcDlynQ/w640-h408/IMG_20230107_094647.jpg "[應用] 以 STM32 為核心的四軸無人機套件") |
| 圖一：無人機的套件 |
- Dec 30 Fri 2022 16:44
[模組] ESP32 C3 無線模組帶有 OLED 顯示
本周收到 ESP32C3 模組帶有 OLED 顯示模組，如下圖一所示，晶片的尺寸比一個銅板還小。ESP32 核心採用的是頻率 160MHz 的 RISC-V，我們從編譯過程就能看到 riscv32-gcc 的編譯工具，推斷內核是 RISC-V。之前，我常使用的 ESP32 內核晶片是 xtensa 核心，不過今年已經看到不少 MCU 核心改成 RISC-V 架構了，大概與中美科技對抗有關，參考先前的文章 "以 RISC-V 架構的 MCU" https://han-ya.blogspot.com/2022/05/risc-v-mcu.html。這個無線模組上面的 SSD1306 OLED 尺寸是 0.42吋，72 x 40 點。
 |
| 圖1-1：ESP32C3 模組正面圖 |
- Nov 24 Thu 2022 16:20
[應用] 分析 Keyes 自動平衡車的原理
將 Keyes 平衡車套件組裝起來後，系統的核心控制器是 Arduino 的核心晶片，搭配三軸加速度感測器以及馬達驅動模組，組合成一套自動平衡車的系統。首先，三軸感測器負責偵測出車子動態的情況，當偵測到車子有前傾或後仰的情況時，立刻輸出馬達驅動讓輪子往前進或往後退來達到車子的動態平衡。
系統在尋求動態平衡的過程中，採用 PID (Proportional Integral Derivative) 機制，將一個偏差的比例透過積分與微分的線性組合構成一個控制量，用這一控制量對被控制的對象進行控制。以平衡車的系統，透過 "傾斜的角度" 與 "角速度" 的變化量來控制馬達驅動。底下開始分析每個細節與操作。
- Apr 23 Sat 2022 08:42
[應用] 藍芽遙控器 + 聲控的架構
實作目的
本文要實現一個藍芽 BLE client/server 的架構，以 Filogic 130A 開發板做為智慧音箱的 BLE server 端，另外 ESP32 的藍芽遙控器做為 BLE client 端，架構圖如下所示。在先前的文章https://han-ya.blogspot.com/2022/04/smart-speaker-on-filogic-130a-kit.html 已經實現智慧音箱的功能，不只是聲控方式，我們還希望能再增加無線遙控的功能。然而，由於 MT7933 晶片具有藍芽連接的能力，所以採用 BLE 來達到這項目的。本文的最後一段，有影片呈現實現的結果。
架構中，做為 BLE server 的設備，連線之前需要廣播 (advertising)，而 BLE client 設備要進入掃描模式，然後再對 server 提出連線的請求。連線成功後，client 便可以取得 server 端的 GATT 各種屬性。
- Apr 02 Sat 2022 07:13
[應用] 語音助手 (Voice Assistant) on Filogic 130A Kit
聯發科在2021年發表 MT7931 / MT7933 晶片，高度集成了無線網路、藍芽、語音處理於單晶片上，再提供一塊開發板(Filogic 130)做為設計評估之用。先前，我們已經研究開發工具和 SDK 一段時間，並且將操作紀錄成教學影片，請參考聯發科 Filogic 130A(MT7933) 教學影片 https://han-ya.blogspot.com/2022/03/mt7933.html，分享給後進的開發人員，以縮短摸索的時間。目前，在這個平台的應用方面，智慧音箱或智能語音助手(Voice Assistant)是解決方案之一，本文將介紹如何在該平台實現智慧音箱這個應用，其影片可參考底下的連結。
- Sep 22 Wed 2021 08:40
[應用] 在 ESP32 Audio Kit 的 VoIP 範例
開發板介紹
安信可公司(Ai-Thinker)基於 ESP32 晶片推出一塊具有語音功能的 ESP32 Audio Kit 開發板，簡稱 ESP32-A1S，它與原廠的 ESP32 Lyrat 開發板都使用同一套 ESP-ADF SDK 軟體，但是開發板的電路有些差異，底層的驅動程式需要替換才能順利開發。
首先，最大的差異在 ESP32-A1S 語音編碼晶片採用 AC101，不過晶片被封裝在 ESP32 模組上，所以我們在開發板上面看不到這顆晶片，然而 ESP32 Lyrat 板採用 ES8388 晶片，因此在 ESP-ADF 中語音編碼的驅動程式需要更替。另外，其他不一樣的地方都在 GPIO 接腳的連接上，整理後，如下表所示，我們需要調整 ADF 底層的 HAL 和 Board 的配置，SDK 才能正常使用。
- Jul 18 Sat 2020 10:58
[應用] STM32 DFU (Device Firmware Upgrade)
DFU 說明
DFU (Device Firmware Upgrade) 顧名思義是升級晶片的韌體程式，這相當於嵌入式系統中的 bootloader 程式。一般來說，我們所開發設計的韌體程式會存放在晶片內建的 flash 或者外部的 flash、 NOR、NAND，而 DFU 程式就是為了更新放在那些 flash 裡的韌體。另外，更新的方式可以透過 RS-232、Ethernet、USB...等，從這些媒介收到更新的程式碼，再燒錄到所存放的對應位址。
對於 STM32 晶片來說，當電源啟動後，晶片第一執行的位址就是 0x8000000，所以我們把這一小段 DFU 程式安排在這個位址，此時 DFU 內部程式執行後，我們會設計成做個判斷「是否做韌體升級」，如果沒有的話，DFU 會將執行位址跳到 APP 定義的位址，如下圖所示。圖一中，APP 程式碼安排在 0x8003000 位址，這個位址可以自己定義，假如 DFU 程式碼比較大，勢必要將 APP 位址往後移，如果 DFU 程式碼較小，就可以將位址往前移。
- Jun 29 Mon 2020 08:15
[模組] ADXL335 三軸加速計的 USB 體感搖桿
在之前的文章中[1][2]曾研究過三軸加速計的控制，當時使用的控制器是 NXP LPC11 系列，這回我使用 STM32F103 做為控制器，開發一個 USB 介面的操控搖桿，系統的架構則如圖一所示。
GY-61 模組上面是 ADXL335 晶片的三軸加速計，將它的 XYZ 軸的訊號線接到 STM32 開發板上的 ADC 接腳。另外，板子上的 DMA 功能要開啟，利用 DMA 搬運 ADC 的取樣資料。每次搬運完成後，產生中斷通知 CPU。根據 XY 軸的資料，計算出游標數值，透過 USB 介面再傳送給電腦。整個操作的過程，請參考底下的影片。
![[模組] ADXL335 三軸加速計的 USB 體感搖桿](https://1.bp.blogspot.com/-p_bT6z5MgUs/XvhyESM0rGI/AAAAAAAAIIA/KMigjks3JFAHRikm5OnedDIWDVUADWVJgCK4BGAsYHg/w640-h222/%25E8%25A8%25BB%25E8%25A7%25A3%2B2020-06-28%2B183232.png "[模組] ADXL335 三軸加速計的 USB 體感搖桿") |
| 圖一：系統架構圖 |
- Jan 15 Fri 2016 12:20
[模組] 德州儀器 ADC 24-bit 類比訊號擷取模組
這次接到一個任務，將原本連接在加工機上的研華 USB-4716 和國家儀器 NI-9234 想辦法取代掉。這兩個設備的主要功能是類比訊號擷取器，用來收集加工機上面的震動訊號和電流訊號。加工機上面安裝了一個震動感測器 (Dytran 3055B3)，將震動訊號轉成電壓，再由 NI-9234 將電壓轉成數位資料。另外，加工機上面也安裝一個電流感測器 (Topstek TU12P10A)，將電流轉成電壓訊號，再由研華 USB-4716 將電壓轉成數位資料。首先，我先查詢了 NI-9234 和 USB-4716 資料解析度，分別是 24-bit 和 16-bit，於是從淘寶網站上找到一個 ADC 16-bit 的模組，而且具有八個通道，正好能滿足需求，所以買來研究看看，如圖一所示。這模組上的 ADC 晶片是由德州儀器 ADS1256 所構成的核心。另外，我發現這塊模組被用於 Arduino 平台上，官網有提供其 library。
- Dec 10 Tue 2013 07:00
[單晶片應用] 農業場域數位微氣候環控箱設計
- Aug 27 Tue 2013 13:13
PLC 模組與數位 I/O 的執行效能
PLC 模組執行跑馬燈的流程，測試 digital I/O 的執行效能。數位輸出內建 relay 在板子上面，所以可以聽到切換的聲音。此外，從板子上面的LED燈號可以觀察目前 I/O 的狀態。
- Jun 07 Fri 2013 10:31
[單晶片應用] 水質監控系統
- Aug 20 Mon 2012 10:11
[單晶片] 邏輯控制器系統 PLC
