简介

AIoT KIT开发板是基于STM32L476RG设计的高性能物联网开发板。用于提供给开发者评估、设计相关物联网的应用产品。
开发板上集成了STM32L476RG主控芯片、WiFi通信模组、按键、指示灯、USB转串口、ST-LINK/V2.1等功能，并预留了两种类型的扩展接口Arduino和Mikro BUS，性能强悍，扩展性极强。

特性

  • STM32低功耗微控制器：STM32L476
  • 两种类型的扩展资源接口

– Arduino
– Mikro BUS

  • 板载SWD接口的ST-LINK/V2-1调试器/编程器
  • 板载WiFi模块 EMW3080
  • 板载温湿度传感器HTS221TR
  • 板载USB 转 UART 电路，方便模组调试
  • 可运行AliOS Things等操作系统

  • 支持多种通信方式：NB-IoT、GPRS、WiFi等

    技术规格

    主控制器 STM32L476RG

  • 内核：Arm Cortex -M4

  • 内核：80MHz
  • SRAM：128KB
  • Flash：1MB
  • 超低功耗

– 1.71 V to 3.6 V 供电
– VBAT模式下：300 Na
– 关机模式(5个唤醒引脚) ：30 nA
– 待机模式(5个唤醒引脚) ：120 Na
– 待机模式与RTC：420 nA
– 停止模式：1.1 µA
– 停止模式与RTC：1.4 µA

  • 接口：SPI、I 2 C、UART、SAI、CAN、USB OTG FS等

    WiFi通信模组 庆科EMW3080

  • Wi-Fi标准：802.11b/g/n

  • 工作频率：2.412~2.472GHz

  • 传输速率：20MHz 带宽时，最大物理传输速率达到 72.2Mbps，40MHz 带宽时，最大物理传输速率达到 150Mbps

    温湿度传感器 HTS221TR

  • 供电电压：1.7 ~ 3.6 V

  • 低功耗：2 μA @ 1 Hz ODR
  • 湿度精度：± 3.5% rH, 20 to +80% rH
  • 温度精度：± 0.5 °C,15 to +40 °C

  • 16位湿度和温度输出数据

    其它功能与特性

  • 开发环境：支持Win7，Win8，Win10

  • 开发工具：支持KEIL，IAR，Visual Studio Code
  • USB：5V，供电数据二合一
  • 电源、网络3个自定义指示LED
  • 系统复位RST和用户按键USER
  • 有源蜂鸣器
  • 尺寸：120×90 mm
  • 重量：52g （仅主板）
  • 工作温度：-40℃~+85℃

    接口说明

    AIoT KIT - 图1

    系统框图

    AIoT KIT - 图2
    电路连接关系如下：
    系统由USB 5V供电，经过DCDC降压至3.3V给系统器件供电，为系统主要电源。 MCU有两个外部时钟分别为8MHz和32.768KHz ；LED灯、按键、蜂鸣器连接至 MCU 的 GPIO ；温湿度传感器是接在MCU的 I²C1上；WiFi module 接在MCU的USART3上；Arduino/模组接口连接在MCU的GPIO、SPI、USART1、 I²C1上；Sensor Click接口连接在MCU的GPIO、SPI、USART4、I²C1上。ST-Link的MCU(STM32F103) 外接一个8MHz晶振，与USB ST-Link接口通过USB相连，主MCU的SWD与USART2与ST-Link的MCU相连。

    硬件详情

    开发板功能区分布

    AIoT KIT - 图3

    电源

    开发板上的MCU和传感器的供电电压为 3.3V，所以我们需要将输入的 5V 电压转换成 3.3V。
    5V转换至3.3V，采用的是ETA8121降压 DC/DC 。 ETA8121 是一颗高效率的可调节输出的降压DC/DC，支持轻载高效，输出最大电流为 2A ，SOT23-6的通用封装，电路图如图所示。

AIoT KIT - 图4

MCU核心电路

AIoT KIT - 图5

USB转UART电路

USB转UART电路是用于模组单独调试时模组和PC通信的场景中。PC 机上的通信接口使用 USB 接口，相应的电平逻辑需要遵照 USB 电平规则，而模组的串行通信接口是串口，相应电平需要遵循 TTL 原则。为了使两者可以互相通信，就需要一个电平转换器，开发板上使用L CH340G芯片作为转换器，CH340 外围只需要接很少的元器件即可以实现 USB 总线转接，使用非常方便也广泛运用在USB 转 TTL 工具上，电路如下：

AIoT KIT - 图6

串口选择电路

为了便于模组的独立调试，WiFi模块和Arduino接口的串口并没有与主控MCU的串口直连，而是通过两组跳冒切换，这样可以选择模块与 MCU 连接还是与 CH340连接，方便可以在电脑上直接调试 模组以及模组的固件升级。原理图如下：
AIoT KIT - 图7
注意事项：当用到WiFi模组与MCU通信时，需要用跳线帽将J5上的WiFi/TX与PC5/RX3相连，WiFi/RX与PC4/TX3相连，如图所示。
AIoT KIT - 图8
当单独调试WiFi模组或固件升级时需要用跳线帽将J5上的WiFi/RX与USB/TX相连，WiFi/TX与USB/RX相连。
如果Arduino接口连接的模组串口要与MCU的串口相连，需要用跳线帽将J14上的TX与PA9/TX1相连，RX与PA10/RX1相连，如图所示。

AIoT KIT - 图9
当单独调试Arduino接口连接的模组时需要用跳线帽将J14上的TX与USB/TX相连，RX与USB/RX相连。

按键

开发板带有一个功能按键和一个系统Reset按键。功能按键可以提供给使用者做功能定义开发，都是接入GPIO口的，被定义为低电平有效的输入接口。复位按键是直接接入STM32F103和MCU的硬件复位管脚，按下复位按键，系统自动重启复位。原理图如图所示。
AIoT KIT - 图10

LED

开发板总计有6个LED灯，其中的1个电源指示 LED 灯(红色)上电就被点亮，1 个下载指示 LED 灯(红、绿色)上电时红色常亮，下载的时候会交替闪烁。此外，开发板提供了3个给用户定义的 LED 灯，这 3 个 LED 灯连接到 MCU 的 GPIO ，拉低 I / O 口电平即可点亮相应的 LED 灯。开发板还有 1 个联网 LED 灯,也是由MCU的GPIO控制的，连上网后可以点亮这个灯，表明开发板接入网络成功。电源 LED 灯在 USB 供电正常之后会常亮，如果插入 USB 之后电源 LED 没有被点亮，说明 USB 供电异常。原理图如图所示。
AIoT KIT - 图11AIoT KIT - 图12

温湿度传感器 HTS221TR

开发板板载型号为HTS221TR的温湿度传感器，使用 I2C 接口与 MCU 通信。为了提供温湿度采集的准确性，我们在布局时，将 HTS221TR 通过一个槽与其他电路隔开。原理图如图所示。
AIoT KIT - 图13

扩展接口

1. Arduino接口

目前在开发板上，Arduino 接口和模组接口是复用的，有UART、I²C、SPI、 ADC、PWM以及一些 GPIO。如图所示：
AIoT KIT - 图14

2.Sensor Click接口

目前，开发板给用户预留了两个Sensor Click接口，为标准的Mikro BUS接口，分别有UART 、 I²C 、SPI 、 ADC以及一些 GPIO ，可以配合我们的传感器子板进行使用，用户也可以自定义进行开发使用，相关信号定义如图所示。
AIoT KIT - 图15

3.USB接口

开发板有两个USB接口，一个为USBST-Link接口，用于作为软件下载、调试、系统供电的输入口；另外一个USB接口为DEBUG接口，用户可以单独调试WiFi module与无线模组。
USBST-Link 接口除了给系统提供电源之外，还是开发板的下载调试口，与STMF103的USB相连接。插入 PC 之后会映射出一个COM口，可以用来下载MCU 的软件,也可以用来打印调试信息。板上 USB 接口截图如图所示。
AIoT KIT - 图16
STM32F103与MCU之间通过 SWD 接口相连接，其原理图如图所示。
AIoT KIT - 图17

驱动安装

开发板需要专用驱动程序，否则无法查看串口打印信息。驱动文件为en.stsw-link009，解压缩压缩包，如图所示。
AIoT KIT - 图18
32位系统双击dpinst_x86，进行安装；64位系统双金dpinst_amd64进行安装。安装成功如图所示：
AIoT KIT - 图19
安装完成后，开发板连接到电脑后，设备管理器会出现开发板的COM口，如图所示：
AIoT KIT - 图20

更多资料

  1. 原理图
    2. 驱动安装包
    3. 芯片手册