板卡介绍
选择的任务五,绘制一个最小系统板并引出所有IO,输入5V电源,由板载的LDO进行降压,降为3V3供MCU使用。考虑到高速IO引出板子会增大干扰,因此将DSI接口使用30p母座引出,用于连接MIPI屏幕,将QSPI接口引出,连接到板载NOR FLASH中,用于存储GUI图片等。
设计思路
在板子连接方面,选择3个2x20p的2.54排针,便宜又方便拔插扩展,每个排针均配备了5V和GND引脚,只接一个20p排针就可开始使用
在电源方面,使用GD的LDO,输出3V3,最大可输出2A电流,可为U5G9提供强劲动力
在MCU方面,选择的是STM32U5G9ZJT6Q,这颗芯片是U5系列的顶配,内部有4MB的flash和3MB的RAM,M33内核带来高频安全的运行,考虑到DIY的方便,具体封装选用的是U5G9ZJ,LQFP144方便了焊接debug。
U5G9有多个电源,根据ST的硬件手册对每个电源放置电容来滤波,主电源是VCC3V3,通过0R电阻和各个电源进行连接,可直接贴上或取下电阻,来更换电源方式
另外每一路电源都从内电层走到排针,方便外接供电,从而获得精度更高的基准电源

选型介绍
STM32U5是M33内核,ST在低功耗图形显示的大作,内置DMA2D等ST专用加速引擎,外设涵盖常见的MCU外设和DSI屏幕驱动接口。

原理图介绍
电源引脚均采用100nF电容进行滤波,同时通过0603 0R电阻进行跳线链接,可单独连接至3V3电源或连接到外部的电源引脚

PCB介绍
PCB设计选用4层板,以便给高速信号更好的阻抗和接地,L2为GND层,仅少部分区域用于AGND,L3为电源层,分布这USB、DSI、SMPS等电源,均引出到IO排针上,并可通过0R电阻和VCC3V3主电源进行连接
在高速信号方面,DSI信屏幕接口和外挂NOR FLASH均做了阻抗和等长设计
其中,U5G9,这颗LQFP-144封装的芯片放置在TOP面上,各个电源引脚的滤波电容放置在Bottom面,方便焊接的同时,由于L2层地平面的加持,带来完整的GND平面

调试软件
STM32CubeMX
MDK-ARM
STM32Cube U5 V1.7.0
调试通的功能
本来计划使用PWLINK调试,没想到这芯片里没U5G9这颗芯片,遂使用手里的NUCLEO-F411的板载STLINK作为调试的LINK,通过外接SCLK和SWD接线,连接到U5G9的SWD接口中
这里发生个小插曲,由于没接NRST,单片机不复位运行,还以为是G了,没想到断电后重新上电,能正常运行了,原来是没NRST接线的愿意
U5G9最小系统板点灯

调试代码
使用HAL库的GPIO操作代码,进行GPIO翻转,同时再使用HAL库的延时函数进行延时操作
代码虽然简单,但能快速确定,最小系统是否焊接成功了


视频
心得体会
第一把没调试通,上电短路,看着一堆电容就头大,选择把芯片吹下重新焊接,吹下后测量无短路,重新焊接后终于成功了,看来焊接还是要多练啊