UM1907用户手册
STM32F7系列探索套件（STM32F746NG微控制器）
简介
STM32F746G-DISCO探索板是用于评估意法半导体基于ARM Cortex-M7内核的STM32F746NGH6微控制器的完整演示和开发平台。该微控制器具有4个I2C、6个SPI（其中3个可复用为单工I2S）、SDMMC、4个USART、4个UART、2个CAN、3个12位的ADC、2个12位的DAC、2个SAI、8到14位数码相机模块接口、内置320+16+4K字节的SRAM及1M字节的Flash、USB高速OTG、USB全速OTG、以太网MAC、FMC接口、四通道SPI接口、JTAG调试支持。该探索板提供所需的一切，使得用户可以快速上手并且方便地开发应用程序的一切。
探索板上全面的的硬件功能，有助于评估几乎所有的外设（USB高速OTG、USB全速OTG、10/100Mb以太网、microSD卡、USART、带有插孔输入和输出的SAI音频DAC立体声音频、MEMS数字麦克风、SDRAM、四通道SPI Flash存储芯片、带有电容式多点触控面板的4.3寸彩色TFT-LCD、SPDIF RCA输入等），并且开发自己的应用程序。 Arduino Uno V3接口使其能够根据具体应用方便地连接扩展板或者子板。集成的ST-LINK/V2-1提供了一个STM32微控制器的嵌入式调试器和编程器。
图1. STM32F746G-DISCO探索板（顶视图）
图2. STM32F746G-DISCO探索板（底视图）
1 硬件布局和配置
STM32F746G-DISCO探索板是基于STM32F746NGH6（216脚TFBGA封装）设计。硬件结构框图（见图3）说明了STM32F746NGH6和外设之间的连接关系（SDRAM，四通道SPI Flash闪存，摄像头模块，彩色液晶显示器，USB OTG连接器，USART，以太网，音频，SPDIFRX，MicroSD卡，Arduino Uno和嵌入式ST-LINK），并且图3将有助于在实际发现板中找到这些功能。
图3.硬件结构框图
图4. STM32F746G-DISCO探索板顶部布局图
图5. STM32F746G-DISCO探索板底部布局图
1.1 ST-LINK/V2-1嵌入式工具
STM32F746G-DISCO探索板集成了ST-LINK/V2-1编程和调试工具。与ST-LINK/V2相比变化如下:
ST-LINK/V2-1支持的新特性：
• USB软件重新枚举
• 在USB虚拟COM串口
• 在USB大容量存储接口
• USB电源管理需求USB端口提供超过100mA的电流
ST-LINK/V2-1不再提供支持这些功能：
• SWIM接口
• 应用电压低于3伏
欲了解有关V2和V2-1之间的调试和编程功能的所有基本信息，请参考ST-LINK/ V2用户手册（UM1075）。
1.1.1 驱动
ST-LINK/V2-1需要一个专用的USB驱动程序，可以在www.st.com找到适用于Windows 7和8。在Windows XP中ST-LINK/ V2-1驱动程序需要在使用ST-LINK/V2-1之前安装了WinUSB（可以从Microsoft网站找到或者包含在用于XP ST-LINK/V2的USB驱动程序）。
当STM32F746G-DISCO探索板在安装驱动程序之前连接到PC时，在PC的设备管理器中一些STM32F746G-DISCO接口有可能显示为“未知设备”。在这种情况下，用户必须安装的驱动程序文件，并从设备管理器更新连接设备的驱动程序。
注:推荐使用“USB Composite Device”进行全面修复。
1.1.2 ST-LINK/V2-1更新固件
ST-LINK/V2-1集成了一个固件升级机制用于通过USB端口进行原位升级。由于固件在ST-LINK/V2-1的产品周期内发生变化（比如新的功能、bug修复、支持新的微控制器家族），推荐在开始使用STM32F746G-DISCO板时，且周期性的访问www.st.com，以便保持最新的固件版本。
1.2 电源
STM32F746G-DISCO探索板设计为5V直流电源供电。可以配置该探索板使用以下五种源方式中的任意一个作为电源。
• 5V直流电源适配器，连接到JP2 (JP1丝印(5V ext)外接电源）。
图 6. JP1 (5V ext) 来自JP2 (5V)
• 7-12V直流电源，CN6的丝印名为Vin的引脚，Arduino UNO板或者子板的扩展连接接口(JP1丝印(5V ext)外接电源）。
图 7. JP1 (5V ext)来自CN6 (Vin)
• 限制的5V直流电源，来自ST-LINK/V2-1的mini-B型USB接口CN14(USB 5V电源输入JP1丝印 (5V link))。该项为默认设置。如果USB枚举成功（如以下描述），ST-LINK通过置位PWR_ENn信号开启5V link电源。该引脚连接到向板子供电的电源开关芯片(ST890)。该电源开关还有电流限制的功能，一旦电路板发生短路（超过600mA）时保护PC。
STM32F746G-DISCO探索板可以通过ST-LINK的USB接口CN14（5V link）供电，但是只能在USB枚举之前ST-LINK的电流可以满足需要的情况下，因为那时主机PC只能提供100mA的电流。在USB的枚举过程中，STM32F746G-DISCO探索板要求主机PC提供500mA的电流。如果主机能够提供所需的功率，那么通过“SetConfiguration”指令完成枚举过程，然后功率晶体管 U8 (ST890)转换到ON，红色的发光二极管LD2点亮，这时STM32F746G-DISCO 探索板可以可以消耗最大500mA的电流，但不能再多。如果主机不能够提供所需的电流，枚举过程失败。因此ST890 (U8) 仍然处于OFF状态，同时MCU部分包括扩展板将不会通电，因此红色的LED灯LD2仍保持熄灭。在这种情况下，强制要求使用外部电源。
图 8. JP1 (5V link)
注:如果探索板使用USB充电器供电，将没有USB枚举过程，所以红色LED灯LD2一直保持熄灭状态同时探索板不会供电。只有在特定的情况，电阻R109需要焊接，允许在任何情况下都向探索板供电。
当STM32F746G-DISCO探索板是使用5V供电正常，LED灯LD2点亮。
注意：当R109焊接时不要连接PC机到ST-LINK（CN14）。电脑可能会被损坏或探索板供电不正常。
• 5V直流电源，最大电流500mA，来自于USB OTG全速micro-AB接口CN13(USB 5V电源JP1丝印(usb_fs))。
图 9. JP1 (usb_fs)
• 5V直流电源，最大电流500mA，来自于USB OTG高速micro-AB接口CN12(USB 5V电源JP1丝印(usb_hs))。
图10. JP1 (usb_hs)
1.3 电源供电不从ST-LINK（5V link）时的编程和调试
强制要求首先使用JP1(5V ext)或者(usb_hs)或者(usb_fs)向探索板供电，然后再连接USB线缆到PC。使用这种方式处理保证使用外部电源时枚举能够成功。
必须遵循以下的上电顺序过程：
1.连接跳线JP1到(5V ext)或(usb_hs) 或 (usb_fs)
2.连接外部电源到 JP2或CN6 或CN12 或 CN13
3.检查红色LED灯LD2是否点亮
4.连接PC到USB接口CN14
如果没有按照以上顺序操作，探索板可能首先通过ST-LINK的VBUS供电，然后可能遇到以下的风险：
1.如果探索板需要超过500mA的电流，PC可能会损坏或者PC限制电流。结果是探索板不能正常供电。
2.在枚举时需要500mA的电流，所以就会有风险，如果PC不能提供这样的电流，请求会被拒绝，同时枚举不会成功。
1.4 时钟源
高达3个时钟源，如下所述：
• X1, 24MHz振荡器，用于USB OTG高速PHY和相机模块（子板）。
• X2, 25MHz振荡器用于STM32F746NGH6微控制器和 网络PHY。
• X3, 32KHz晶振用于STM32F746NGH6的嵌入式RTC。
1.5复位源
STM32F746G-DISCO探索板的复位信号为低电平有效，这些复位源包含：
• 复位按钮B2
• Arduino Uno扩展板来自CN6
• 嵌入的ST-LINK/V2-1
1.6 音频
CIRRUS的音频解码器WM8994ECS/R带有4个DAC和2个ADC，连接到STM32F746NGH6的SAI接口。它与STM32F746NGH6通过I2C总线进行通讯，并且与相机模块和I2C扩展接口共用该总线。
• 模拟信号线输入通过蓝色的音频插孔CN11连接到WM8994ECS/R的ADC。
• 模拟信号的输出通过绿色的音频插孔CN10连接到WM8994ECS/R的DAC。
• 两个外置扬声器可以通过JP3右扬声器和JP4左扬声器连接到WM8994ECS/R。
• 两个数字麦克风（ST MEMS麦克风）MP34DT01TR位于STM32F746G-DISCO探索板上。它们连接到WM8994ECS/R的数字输入麦克风。
• STM32F746G-DISCO探索板实现了一个同轴连接器CN1，用于接收与SPDIF规范兼容的外接音频数据。
1.7 USB OTG FS
STM32F746G-DISCO探索板支持USB OTG全速通信，通过USB Micro-AB接口CN13及连接到VBUS的USB电源开关U6。该探索板可以使用这个USB连接通电，直流5V且限制为500mA电流。绿色的LED灯LD5在这些情况下将会点亮：
• 电源开关U6为ON且STM32F746G-DISCO 作为USB主机运行。
• 当STM32F746G-DISCO作为USB设备运行时，VBUS通过另一个USB主机通电。
注:
当发生过电流情况时，红色的LED灯LD6将会点亮。
当STM32F746G-DISCO探索板使用OTG功能时，应当使用外部电源供电。
1.8 USB OTG HS
STM32F746G-DISCO探索板支持USB高速通信，通过USB mciro-AB接口CN12以及MICROCHIP公司用于高速功能的的USB高速PHY (U15) USB3320C-EZK。
该探索板可以使用USB接口（CN12）通电，直流5V且限制为500mA电流。
一个USB电源开关(U7)也连接到了VBUS并且向CN12提供电源。
以下任一情况下绿色的LED灯LD4将会点亮：
• 电源开关U7为ON且STM32F746G-DISCO 作为USB主机运行。
• 当STM32F746G-DISCO作为USB设备运行时，VBUS通过另一个USB主机通电。
当发生过电流情况时，红色的LED灯LD3将会点亮。
注: 当STM32F746G-DISCO探索板使用OTG功能时，应当使用外部电源供电。
1.9 MicroSD卡
探索板支持2GB（或者更高）的MicroSD卡，连接到STM32F746NGH6的SDMMC1接口。
1.10 以太网
STM32F746G-DISCO探索板支持10M/100M以太网通讯，采用MICROCHIP的PHY LAN8742A-CZ-TR(U9)和集成RJ45接口。以太网PHY通过RMII接口连接到STM32F746NGH6。
PHY的25MHz时钟是由振荡器X2产生，STM32F746NGH6的50 MHz时钟是由PHY的RMII_REF_CLK产生。
图 11. RJ45插座内部
1.11 SDRAM内存
128M位的SDRAM（MICRON的MT48LC4M32B2B5-6A）连接到STM32F746NGH6的FMC接口。只使用了低16位的数据(可访问64M位）。DQ16到DQ31是没有使用的，而且连接到一个10K欧姆的下拉电阻。
1.12 四通道SPI Nor Flash闪存
128M位的四通道SPI Nor Flash闪存(MICRON的N25Q128A13EF840E)连接到STM32F746NGH6的四通道SPI接口。
1.13 相机模块
带有DCMI信号的接口P1可以连接一个相机模块，如STM32F4DIS-CAM（ST订购代码）。
1.14 TFT液晶显示屏
ROCKTECH的带电容触摸板的4.3寸480x272 TFT彩色液晶显示屏，连接到STM32F746NGH6的RGB LCD接口。
2 接口
2.1 I2C扩展接口CN2
图 12. I2C扩展接口CN2 (前视图)
表 1. I2C扩展接口CN2
2.2 相机模块接口P1
图 13. 相机模块接口P1 (前视图)
表 2. 相机模块接口P1
2.3 第三版Arduino Uno接口
CN4、CN5、CN6和CN7 是母头连接器且与Arduino的标准兼容。为Arduino设计的大多数扩展板可以适用于STM32F746G-DISCO探索板。
STM32F746G-DISCO探索板上的Arduino接口支持第三版Arduino Uno。
注意: STM32微控制器的IO均为3.3V兼容，而不是Arduino Uno的5V。
表 3. Arduino接口 (CN4, CN5, CN6, CN7)
2.4 USB OTG高速微型AB接口CN12
图14. USB OTG微型AB连接器CN12（前视图）
表4. USB OTG高速微型AB接口CN12
2.5 以太网RJ45接口CN9
图15.以太网RJ45接口CN9（前视图）
表5. RJ45接口CN9
2.6 USB OTG全速微型AB接口CN13
图16. USB OTG全速微型AB接口CN13(前视图)
表6. USB OTG全速微型AB接口CN13
2.7 MicroSD接口CN3
图17. MicroSD接口CN3 (前视图)
表7. MicroSD接口CN3
2.8 ST-LINK/V2-1 B型USB连接器CN14
USB连接器CN14用于连接嵌入的ST-LINK/V2-1到电脑进行编程和调试STM32F746NGH6微控制器。
图18. B型USB连接器CN14（正视图）
表 8. B型USB连接器CN14
2.9 音频立体声扬声器JP3和JP4
立体声音频输出JP3和JP4可用于支持立体声扬声器（左和右）。
2.10 音频绿色插孔（LINE OUT）CN10
3.5mm立体声音频绿色插孔输出CN10可用于支持耳机。
2.11音频蓝色插孔（LINE IN）CN11
3.5毫米立体声音频蓝色输入插孔CN11可支持音频线路输入。
2.12 SPDIF输入RCA连接器CN1
表 9.SPDIF输入RCA连接器CN1
3 电气原理图
图19. STM32F746探索板内部连接
图20. ST-LINK/ V2-1仅支持SWD
图21. 操纵杆，LED灯和按钮
附录A STM32F746G-DISCO IO分配
表10.STM32F746G-DISCO IO分配
附录B 机械层图纸
4 修订历史记录
表11.文档修订历史记录
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