主控接口

在「小霸王Lite」中，主控模块选择使用 MiaowLabs-STM32F1-Micro 核心板，板载 STM32F103C8T6 芯片。

主控芯片相当于人的大脑，接收并处理各传感器（包括陀螺仪和加速度传感器的信号），完成计算和规划后，向各执行机构（比如电机）发出控制命令。

MiaowLabs-STM32F1-Micro 核心板有以下特色：

  1. 板载 2 个 LED，1 个用户指示灯和 1 个电源指示灯，其中用户指示灯可以通过编程进行控制。

  2. 板载 2 个按键，1 个用户按键和 1 个复位按键，其中用户按键可以通过编程进行控制。

  3. 板载 USB-TTL 电路和 Micro-USB 接口，只需要一根数据线就能与上位机通信，也可以用作固件升级。

  4. 预留有 SWD 接口，可以外接调试器（比如 JLink-ob、ST-Link等）进行下载和调试。

主控芯片选择使用 STM32F103C8T6，因为它的体积小（LQFP48，7x7mm），功耗低（3.3V工作电压），运算速度快（10.25MIPS， ARM 32-bit Cortex™-M3 CPU），具有丰富的外设模块。它的主要外设包括但不限于：

  • PWM： 8通道；
  • AD转换器：10通道，12位；
  • 定时器： 3通道16位通用定时器（TIM2/TIM3/TIM4），1通道高级控制定时器（TIM1）；
  • 丰富的外部串行接口：SCI，I2C，SPI；
  • IO口：最多可以提供 32 路，可以与 5V 器件直接相连。
  • 内部存储器资源包括： 64k 程序 Flash， 20k 数据 RAM。

下图显示该单片机的内部资源情况。

内部资源
Image 4.2.1 - 内部资源

在「小霸王Lite」中，STM32F103C8T6 芯片必须用到的的 IO 引脚有：

  • I2C 通讯接口：读取 MPU-6050 数据
    • I2C1_SDA（PB8，PIN45）；
    • I2C1_SCL（PB9，PIN46）；
  • Timer正交解码接口：读取编码器的脉冲数据
    • TIM2_CH1（PA0）和TIM2_CH2（PA1）：TIM2定时器增量编码器输入；
    • TIM4_CH1（PB6）和TIM4_CH2（PB7）：TIM4定时器增量编码器输入；
  • 电机 PWM 驱动接口：控制电机转速
    • TIM3_CH1（PA6）和TIM3_CH2（PA7）：电机驱动；
  • 电机转向驱动接口：控制电机转向
    • AIN1(PB0)、AIN2(PB1)、BIN1(PA3)、BIN2(PA4)
  • 程序调试 SWD 接口
    • SWDIO（PIN34）；
    • SWCLK（PIN37）；
  • 串口下载 UART 接口
    • TXD（PIN6）；
    • RXD（PIN7）；
  • 蓝牙通讯 UART 接口
    • TXD（PIN33）；
    • RXD（PIN34）；

除了以上确定使用的引脚，其它没有占用的引脚全部预留出来，并且在底板上用两排排针引出，用户可以非常方便地使用杜邦线连接其他模块进行扩展。