2x Platine STM32F-LQFP48 mit F030CCT6 vollständig bestückt (ohne Stiftleisten)

(2 Stück) [bestückt wie auf dem Foto; ohne Stiftleisten]

(wie gewohnt - FR4-Industriequalität)

(der Schaltplan ist auch oben unter Produktdatenblatt verfügbar)

Alle Bilder im Großformat incl. Schaltplan sind in unserer Bildergalerie

Artikel-Nr: 22110-HGR

Modellnummer: STM32F-LQFP48_F030CCT6-HALbf (Grün)

Artikelzustand: NEU, funktionsgeprüft und mit Blinktestprogramm vorprogrammiert (geliefert als einzelne Platinen)

Design: Jasinski

Designversion: V1.0

Verbauter µController: STM32F030CCT6 im LQFP48 Gehäuse mit 0.5mm Raster (Rev. A)

Speichergröße des µControllers: 256KB FLASH und 32KB SRAM

Größe der SMD-Komponenten: entworfen und optimiert für Automatenbestückung mit überwiegend 0603 (1.6x0.8mm) Bauteilen; 0805, 1206 und MiniMELF nur für spezielle Teile

Pinraster der Lötanschlüsse: Abstand zum banachbarten Pin beträgt 2,54mm, um Stift- bzw. Buchsenleisten einlöten zu können – die äußeren Anschlüsse folgen immer dem 2,54mm-Raster, die im Inneren der Platine wie Reset und AGND nicht mehr, da hier die Integrität des Layouts Priorität hatte

Durchmesser der Bohrungen: 0,9mm für alle Anschlüsse

(alle Bohrungen haben Fertigungstoleranzen – es ist also manchmal etwas enger, hineinstecken kann man die Teile in Standardgröße aber immer)

Platinenabmessungen (Länge x Breite x Höhe): ca. 45mm x 45mm (±1mm) x 1,6mm (mit Bauteilen ca. 4mm hoch; die Kantenlängen und -positionen variieren ein wenig je nach Fräswerkzeug und/oder Kantenglättung)

Platinenform: Quadrat

Platinenmaterial: Epoxyd FR4-Industriequalität - 1,6mm Dicke - durchkontaktiert

Kupferdicke: 35µm (Standard)

Oberflächenbehandlung (gewählt): HAL bleifrei (RoHS-konform, gute Lagerfähigkeit)

Farbe der Lötstoppmaske (gewählt): Grün

Positionsdruck: weiß - beidseitig

Lötverfahren: Bleifrei und RoHS-konform

Diese Platine wurde für STM32-Mikrocontroller der Serie F in der LQFP48-Ausführung (0.5mm) entwickelt – sie kann alle µController-Typen, die die abgebildete LQFP48-Pinbelegung aus dem Datenblatt aufweisen, aufnehmen. Sie ist – dank der kleinen Größe, der Verfügbarkeit aller Pins und möglicher Verwendung beider Quarzoszillatoren des µControllers (HSE und LSE) – universell einsetzbar; sie kann sowohl zum Lernen, für die Prototypentwicklung als auch als fester Bestandteil eines Gerätes dienen. Verbaut ist auf dieser Platine ein STM32F030CCT6. Wichtiger Hinweis: damit die LED1 mit dem vorprogrammierten Flashinhalt blinken kann, muss man entweder den JLED1-Jumper auf der „0-Seite” (=PA0) verlöten oder eine Verbindung zwischen XLED1 und PA0 herstellen. Auf MCO (PA8) ist außerdem der Takt des internen RC-Oszillators (HSI) programmiert – PA0 und PA8 sind im Testprogramm also Ausgänge. Dieses Testprogramm – also der von uns aufgespielte Flashinhalt des µControllers – darf für Testzwecke und zum Wiederaufspielen verwendet werden, für Weitervertrieb, als Datei zum Download auf einer Homepage oder als Teil des eigenen Projekts ohne Absprache und Genehmigung jedoch nicht.

Der Schaltplan ist eigentlich selbsterklärend, es ist aber vielleicht sinnvoll noch zusätzlich einige Informationen zu geben:

VDDA ist fest mit VDD (im Schaltplan VCC) über eine SMD-Ferritperle verbunden - diese kann bei Bedarf mit JVDDA aber auch kurzgeschlossen werden. Für den BOOT0-Anschluss ist der Jumper JB0 zuständig - an den Anschlüssen klassisch als THT-Jumper. BOOT0 ist standardmäßig mit RB0 auf Low gezogen, um vom Flash zu booten - mit dem Jumper kann man ihn dann auf High ziehen. Die Lötbrücke JPB2 ist für BOOT1 gedacht, um ihn auf Low zu ziehen, falls die Platine mit einem Chip, der diesen Pin tatsächlich hat (z.B. F103), bestückt wird - hier kann man aber auch problemlos einen Widerstand in Größe 0603 verwenden.

Die Leuchtdiode LED1 ist im Auslieferungszustand nicht mit dem µController verbunden – diese kann man entweder mit dem Lötjumper an PA0/PA1 oder auch mit dem XLED1-Pad an jeden beliebigen Pin des µControllers anschließen; man kann sie auch ganz woanders anschließen oder auch unbeschaltet lassen.

Die Quarzschaltungen befinden sich jeweils in einer separaten Massefläche mit einem Schutzring, um Störeinflüsse maximal von diesen fernzuhalten. Der µController selbst hat deutlich mehr Abblockkondensatoren bekommen als der Hersteller es in den Datenblättern als Minimum vorschreibt. Die Lastkondensatoren der Quarze sind in Verbindung mit den parasitären Streukapazitäten so gewählt worden, dass einerseits die Vorgaben/Empfehlungen von ST eingehalten werden (die Quarze müssen sicher anschwingen können) und andererseits die Laufgenauigkeit gut ist – die Testexemplare zeigten im Vergleich mit einer Atomuhr eine Abweichung von maximal 1,5 Sekunden pro Tag, die µController-Uhr lief also nach 24 Stunden 1,5 Sekunden schneller als die Atomuhr (das gilt sowohl für LSE als auch für HSE). Für normale Anwendungen spielt so etwas natürlich überhaupt keine Rolle, man sollte aber zur Kenntnis nehmen, dass wir hier viele Testreihen durchgeführt haben, um das beste Ergebnis zu erhalten bzw. einen guten Kompromiss zwischen den genannten Aspekten zu finden. Wenn man tatsächlich eine Uhr implementieren möchte, kann man den Rest entweder über die eingebaute RTC-Kalibrierung oder auch per Software problemlos erreichen – da alle Beuteile Toleranzen aufweisen, geht das eh nur anhand des jeweiligen Exemplars – verallgemeinern auf alle Platinen lässt sich das aus diesem Grund leider nicht. Die Startzeit der Quarze beträgt – wohlgemerkt nachweislich (mit Oszilloskop überprüft) und reproduzierbar – bei HSE ca. 1,2ms und bei LSE ungefähr 200ms. Die Zeitdauer der Initialisierungsroutine des µControllers muss man davon noch abziehen – bei HSE wird die Startzeit dann also ungfähr bei 1ms liegen. Die Timeouts sind in der STM32CubeIDE standardmäßig bei HSE auf 100 ms und LSE auf 5 Sekunden gesetzt – so dass man sich hier mit diesen Ergebnissen in einem sehr guten, sicheren Bereich bewegt. Alle Messungen wurden bei einer Raumtemperatur von ca. 23°C und 3,3V durchgeführt – die Zeitgenauigkeiten und Werte der Bauteile sind auch temperatur- und spannungsabhängig. Die Z-Diode ist durchaus wichtig, sie bietet einen gewissen Überspannungsschutz für den µController und alles, was noch zusätzlich an Peripherie an die Spannungsversorgung angeschlossen wird, aber keinen absoluten – die Spannungsversorgung sollte 3,3V nicht überschreiten.

Die Programmieranschlüsse sind an den Nucleo-Board-Anschluss angelehnt. Wenn man weiß, wie es geht, kann man sogar die Versorgungsspannung über die 4 Anschlüsse schicken. Für SWCLK, SWDIO, SWO und UART-Kommunikation empfehle ich jedem Schutzwiderstände (z.B. 220Ω) zu verwenden - die kann man irgendwo in dem Verbindungskabel integrieren, um sie nicht bei jedem neuen Projekt wieder einlöten zu müssen. Ein Nucleo-Board hat nur 22Ω Widerstände an der Programmierschnittstelle, das ist im Falle eines Falles zu wenig, bei UART sind gar keine vorhanden – mit den Schutzwiderständen passiert beim versehentlichen Kurzschluss nichts, auch wenn auf irgendeiner Seite die Spannungsversorgung fehlt, passiert dank der 220Ω-Schutzwiderstände nichts Schlimmes. Auf den Platinen, die gleichzeitig als Programmiergerät mit Spannungsversorgung und UART-Kommunikation mit dem PC genutzt werden können und die wir auch bald anbieten werden, sind diese Schutzwiderstände schon integriert.

Reset und AGND sind explizit als Anschlüsse auf der Platine vorhanden, falls beim Programmieren oder Beschalten des AD-Wandlers das so konzipiert wird – normalerweise braucht man diese Kontakte aber nicht.

Der komplette Schaltplan ist auf den Fotos zu sehen und auch als PDF-Datei downloadbar – die Schwarz/Weiß-Version ist zum Ausdrucken gedacht. Jede Platine wird über spezielle Adapteranschlüsse einzeln überprüft, es erfolgt ein Test des µControllers, der Quarzoszillatoren, einer UART-Schnittstelle und erst danach wird das Blinkprogramm aufgespielt. Optionbytes bleiben im Fabrikzustand. Bei der Automatenbestückung wird ein „No-Clean” Flussmittel verwendet – d.h. man muss nicht unbedingt jeden Rest davon entfernen. Falls man die Platine aber mit Leiterplattenreiniger oder Isopropanol (IPA) unterspült und abpinselt, sollte diese vor der Inbetriebnahme trocken sein – eine fast vollständige Verdunstung dauert in der Regel 30 Minuten. Eine Reinigung mit Ultraschallgeräten wird von den Herstellern der Quarze untersagt, um sie nicht zu beschädigen; das gilt insbesondere für den LSE-Quarz, da seine Resonanzfrequenz genau im Ultraschallbereich liegt – das sollte man also lieber lassen.