02_OpenCM9-04硬件介绍

小芽科技 2021-12-07 10:35:01
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OpenCM9.04硬件

内存映射

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框架

OpenCM9.04的框架图如下所示。OpenCM9.04的原理图基于32位Cortex-M3核心STM32F103CB微控制器。

电源原理图设计为通过5V和3.3V调节器级联。5V电压提供给TTL总线，3.3V电压提供给微控制器、5针端口和4针通信端口。

OpenCM9.04支持USB2.0 Micro-B连接器用于下载程序或执行数据通信。

引脚11（TX1）和引脚12（RX1）不能同时使用，因为引脚11和引脚12属于USART通道1，而该通道已分配给Dynamixel TTL总线。

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管脚布局

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电源开关

电源开关用于控制电路板的电源和DYNAMIXEL电源的开关。（注意：连接USB电缆时，电路板始终通电。）

串行电池插座

连接两节LBS-04 锂电池。（适用于XL-320舵机供电，当然，用其他符合舵机电压标准的电源也是可以的）

警告：当电池连接到电路板时，不要给电池充电，会导致短路。在给电池充电时，务必断开与电路板的连接。

DYNAMIXEL TTL 3 PIN管脚

用于3pin TTL接口的舵机(DYNAMIXEL TTL 总线)。

通信接口

外围设备使用有线/无线的方式进行通信 (比如BT-410, BT-210, BT-110A, ZIG-110A, LN-101等). OpenCM9.04的4-pin通信端口使用的是 Serial2(USART2)。

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4-pin 通信端口线序

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例子：通过蓝牙无线方式与手机端进行连接

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例子：OpenCM9.04和RC-100遥控器通过蓝牙方式进行连接

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例子：OpenCM9.04通过LN-01串口模块与PC连接

用户按钮（USER SW）

可由用户控制/编程的按钮。可用作插脚23或线路板按钮插脚。它可以在setup()中初始化pinMode(23, INPUT_PULLDOWN)。

如果OpenCM9.04正常情况下无法下载程序，请按住“用户按钮”的同时连接USB电缆，黄色状态指示灯将点亮，这时候可以尝试下载程序。如果是更新或恢复固件，请使用此按钮下载方式进行操作。

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OpenCM9.04可以通过使用“用户按钮”进入“紧急恢复模式”

Micro-B USB接口

用于将程序下载到OpenCM9.04上，并用于通过USB与其他设备通信，同时向电路板提供5V电压。

连接电池后，USB的5V电源将自动断开，并由电池供电。

如果电流过大，内部保险丝会切断5V USB连接的电流，以保护用户的电脑免受损坏。

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[Status LED]

用于测试OpenCM9.04程序的LED。当引脚14或BOARD_LED_PIN拉高时，LED点亮，当引脚拉低时，LED熄灭。也可以使用PWM进行控制。

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Status LED 位置

RESET按钮

模拟CPU复位。

JTAG/SWD 4 PIN 接口

用于连接ST-LINK或其他电路调试器/编程器。

JTAG/SWD 4针端口可用于高级用户的各种开发。ST-LINK连接示例如下所示：

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例子: ST-LINK 和 OpenCM9.04 连接

ROBOTIS 5-Pin接口

用于连接ROBOTIS 5-pin 设备模块 。

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5-pin 端口和管脚说明

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5-pin 连接线

5-pin 设备 Port 1 Port 2 Port 3 Port 4
IR Sensor O X X O
DMS Sensor O O O O
Gyro Sensor O O O O
Touch Sensor O O O O
Color Sensor X O O X
Magnetic Sensor O O O O
Temperature Sensor O O O O
Passive IR Sensor PIR-10 O O O O
LED Module X O O X

ROBOTIS 适配传感器和LED模块

I/O 管脚接口

OpenCM9.04的CPUSTM32F103CB可以通过GPIO引脚访问。

26个GPIO引脚（0~25）为数字输入/输出，工作电压为3.3V。数字输入高（3.3V）或低（0V）。

数字输入的最大切换速度为18Mhz。（引脚22和23除外，其最大切换速度为2Mhz）。

数字管脚只能承受高达3.3V的电压；任何大于3.3V的电压输入都可能损坏OpenCM9.04。

5V容差引脚：10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21

这些引脚可承受的最大电流为25mA。（例外情况：针脚22和23只能耐受3mA。）

OpenCM9.04的所有GPIO引脚都可以在内部“上拉”或“下拉”，并且可以通过软件进行修改。“上拉”和“上拉”电阻为40KΩ（典型）。

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OpenCM9.04 GPIO 管脚布局

名称 对应的Arduino管脚 描述
Serial/SerialUSB USB Port
Serial1 N/A DXL Port
Serial2 A4, A5 4PIN UART
Serial3 D24, D25 OpenCM485 EXP DXL Port
SPI1 A1, A6, A7
SPI2 D19, D20, D21
PWM A2 ~ D14
ADC A0 ~ A9
LED D14
EXTI A0 ~ D25
I2C D24, D25
BUTTON D23
5PIN #1 D2, D6, D7
5PIN #2 D3, D8, D9
5PIN #3 D0, D10, D11
5PIN #4 D1, D12, D13
4PIN UART D1, D12, D13 Serial2

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JP2跳线位置和说明

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示例：通过修改JP2将默认模拟参考电压（AREF）更改为5V

警告：当模拟参考管脚（AREF）被修改为5V时，请检查支持5V的引脚。

管脚名称定义

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#define LED_BUILTIN             14

#define BOARD_BUTTON_PIN        23  //PC15
#define BOARD_LED_PIN           14  //PB9

#define BOARD_USART1_TX_PIN     11  //D9(PA9)
#define BOARD_USART1_RX_PIN     12  //D10(PA10)
#define BOARD_USART2_TX_PIN     4   //D2 (PA2)
#define BOARD_USART2_RX_PIN     5   //D3 (PA3)
#define BOARD_USART3_TX_PIN     24  //D24 (PB10)
#define BOARD_USART3_RX_PIN     25  //D25 (PB11)

#define BOARD_SPI1_NSS_PIN      0   //D10 (PA4)
#define BOARD_SPI1_MOSI_PIN     7   //D11 PA7
#define BOARD_SPI1_MISO_PIN     6   //D12 PA6
#define BOARD_SPI1_SCK_PIN      1   //D13 PA5
#define BOARD_SPI2_NSS_PIN      18  //D26 PB12
#define BOARD_SPI2_MOSI_PIN     21  //D29 PB15
#define BOARD_SPI2_MISO_PIN     20  //D28 PB14
#define BOARD_SPI2_SCK_PIN      19  //D27 PB13

管脚功能定义

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extern const Pin2PortMapArray g_Pin2PortMapArray[]=
{
  {GPIOA, GPIO_PIN_4,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_4 , NULL   ,   NO_PWM       , 0       },  // 0
  {GPIOA, GPIO_PIN_5,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_5 , NULL   ,   NO_PWM       , 1       },  // 1
  {GPIOA, GPIO_PIN_0,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_0 , &hTIM2 ,   TIM_CHANNEL_1, 2       },  // 2
  {GPIOA, GPIO_PIN_1,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_1 , &hTIM2 ,   TIM_CHANNEL_2, 3       },  // 3
  {GPIOA, GPIO_PIN_2,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_2 , &hTIM2 ,   TIM_CHANNEL_3, 4       },  // 4
  {GPIOA, GPIO_PIN_3,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_3 , &hTIM2 ,   TIM_CHANNEL_4, 5       },  // 5
  {GPIOA, GPIO_PIN_6,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_6 , &hTIM3 ,   TIM_CHANNEL_1, 6       },  // 6
  {GPIOA, GPIO_PIN_7,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_7 , &hTIM3 ,   TIM_CHANNEL_2, 7       },  // 7
  {GPIOB, GPIO_PIN_0,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_8 , &hTIM3 ,   TIM_CHANNEL_3, 8       },  // 8
  {GPIOB, GPIO_PIN_1,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_9 , &hTIM3 ,   TIM_CHANNEL_4, 9       },  // 9

  {GPIOA, GPIO_PIN_8,   NULL,     NO_ADC        , &hTIM1 ,   TIM_CHANNEL_1, 10      },  // 10
  {GPIOA, GPIO_PIN_9,   NULL,     NO_ADC        , &hTIM1 ,   TIM_CHANNEL_2, 11      },  // 11
  {GPIOA, GPIO_PIN_10,  NULL,     NO_ADC        , &hTIM1 ,   TIM_CHANNEL_3, 12      },  // 12
  {GPIOB, GPIO_PIN_8,   NULL,     NO_ADC        , &hTIM4 ,   TIM_CHANNEL_3, 13      },  // 13
  {GPIOB, GPIO_PIN_9,   NULL,     NO_ADC        , &hTIM4 ,   TIM_CHANNEL_4, 14      },  // 14 LED
  {GPIOA, GPIO_PIN_15,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 15      },  // 15
  {GPIOB, GPIO_PIN_3,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 16      },  // 16
  {GPIOB, GPIO_PIN_4,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 17      },  // 17
  {GPIOB, GPIO_PIN_12,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 18      },  // 18
  {GPIOB, GPIO_PIN_13,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 19      },  // 19

  {GPIOB, GPIO_PIN_14,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 20      },  // 20
  {GPIOB, GPIO_PIN_15,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 21      },  // 21
  {GPIOC, GPIO_PIN_14,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 22      },  // 22
  {GPIOC, GPIO_PIN_15,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 23      },  // 23 USER_BUTTON
  {GPIOB, GPIO_PIN_10,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 24      },  // 24
  {GPIOB, GPIO_PIN_11,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 25      },  // 25


  {GPIOA, GPIO_PIN_13,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 26 JTAG SWDIO
  {GPIOA, GPIO_PIN_14,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 27 JTAG SWDCLK
  {GPIOB, GPIO_PIN_5,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 28 DXL DIR
  {GPIOB, GPIO_PIN_6,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 29 DXL TXD
  {GPIOB, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 30 DXL RXD

  {NULL , 0          ,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI }
};
03_OpenCM9-04供电方式
01_OpenCM9-04控制板介绍