主控芯片：STM32F407

方案概述

方案简介

基于STM32F407嵌入式开发板设计理念，丰富的外设接口，丰富的电源输入，方便调试、开发及实用。可实现各种功能扩展及实验，丰俭随意。标准飞控板设计思路，板载各种飞行传感器，拥有标准遥控输入接口及电调输出接口，数传接口兼容3DR Radio telemetry。

STM32F407数据

Features 

■ Core: ARM 32-bit Cortex™-M4 CPU with FPU, Adaptive real-time accelerator (ART  Accelerator™) allowing 0-wait state execution from Flash memory, frequency up to 168MHz, memory protection unit, 210DMIPS/ 1.25DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1), and DSP instructions 

■ Memories –Up to 1 Mbyte of Flash memory –Up to 192+4Kbytes of SRAM including 64-Kbyte of CCM (core coupled memory) data RAM –Flexible static memory controller supporting Compact Flash, SRAM, PSRAM, NOR and NAND memories

■LCD parallel interface, 8080/6800 modes 

■Clock, reset and supply management –1.8 V to 3.6 V application supply and I/Os–POR, PDR, PVD and BOR–4-to-26MHz crystal oscillator –Internal 16 MHz factory-trimmed RC (1% accuracy) –32 kHz oscillator for RTC with calibration–Internal 32 kHz RC with calibration

●Low power –Sleep, Stop and Standby modes –VBAT supply for RTC, 20×32 bit backup registers + optional 4 KB backup SRAM

■3×12-bit, 2.4MSPS A/D converters: up to 24 channels and 7.2MSPS in triple interleaved mode 

■2×12-bit D/A converters 

■General-purpose DMA: 16-stream DMA controller with FIFOs and burst support

■ Up to 17 timers: up to twelve 16-bit and two 32-bit timers up to 168MHz, each with up to 4 IC/OC/PWM or pulse counter and quadrature (incremental) encoder input 

■ Debug mode –Serial wire debug (SWD) & JTAG interfaces–Cortex-M4 Embedded Trace Macrocell™ 1.The WLCSP90 package will soon be available.  

■Up to 140 I/O ports with interrupt capability–Up to 136 fast I/Os up to 84MHz–Up to 138 5 V-tolerant I/Os 

■Up to 15 communication interfaces –Up to 3 × I2C interfaces (SMBus/PMBus)–Up to 4 USARTs/2 UARTs (10.5Mbit/s, ISO 7816 interface, LIN, IrDA, modem control) –Up to 3 SPIs (37.5Mbits/s), 2 with muxed full-duplex I2S to achieve audio class  accuracy via internal audio PLL or external clock –2 × CAN interfaces (2.0B Active)–SDIO interface ■Advanced connectivity –USB 2.0 full-speed device/host/OTG controller with on-chip PHY–USB 2.0 high-speed/full-speed  device/host/OTG controller with dedicated DMA, on-chip full-speed PHY and ULPI–10/100 Ethernet MAC with dedicated DMA: supports IEEE 1588v2 hardware, MII/RMII

■8- to 14-bit parallel camera interface up to 54Mbytes/s 

■True random number generator

■CRC calculation unit

■96-bit unique ID 

■ RTC: subsecond accuracy, hardware calendar

stm32

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核（ST's product portfolio contains a comprehensive range of microcontrollers, from robust, low-cost 8-bit MCUs up to 32-bit ARM-based Cortex®-M0 and M0+, Cortex®-M3, Cortex®-M4 Flash microcontrollers with a great choice of peripherals. ST has also extended this range to include an ultra-low-power MCU platform)[1]  。按内核架构分为不同产品：

其中STM32F系列有：

STM32F103“增强型”系列

STM32F101“基本型”系列

STM32F105、STM32F107“互联型”系列

增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是32位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。

stm32架构优势

除新增的功能强化型外设接口外，STM32互连系列还提供与其它STM32微控制器相同的标准接口，这种外设共用性提升了整个产品家族的应用灵活性，使开发人员可以在多个设计中重复使用同一个软件。新STM32的标准外设包括10个定时器、两个12位1-Msample/s 模数转换器 (交错模式下2-Msample/s)、两个12位数模转换器、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPI端口。新产品外设共有12条DMA通道，还有一个CRC计算单元，像其它STM32微控制器一样，支持96位唯一标识码。

新系列微控制器还沿续了STM32产品家族的低电压和节能两大优点。2.0V到3.6V的工作电压范围兼容主流的电池技术，如锂电池和镍氢电池，封装还设有一个电池工作模式专用引脚Vbat。以72MHz频率从闪存执行代码，仅消耗 27mA电流。低功耗模式共有四种，可将电流消耗降至两微安。从低功耗模式快速启动也同样节省电能；启动电路使用STM32内部生成的8MHz信号，将微控制器从停止模式唤醒用时小于6微秒。

stm32低功耗性能

意法半导体的EnergyLite™超低功耗技术平台是STM32L取得业内领先的能效性能的关键。这个技术平台也被广泛用于意法半导体的8位微控制器STM8L系列产品。EnergyLite™超低功耗技术平台基于意法半导体独有的130nm制造工艺，为实现超低的泄漏电流特性，意法半导体对该平台进行了深度优化。在工作和睡眠模式下，EnergyLite™超低功耗技术平台可以最大限度提升能效。此外，该平台的内嵌闪存采用意法半导体独有的低功耗闪存技术。这个平台还集成了直接访存(DMA)支持功能，在应用系统运行过程中关闭闪存和CPU，外设仍然保持工作状态，从而可为开发人员节省大量的时间。

除最为突出的与制程有关的节能特色外，STM32L系列还提供更多其它的功能，开发人员能够优化应用设计的功耗特性。通过六个超低功耗模式，STM32L系列产品能够在任何设定时间以最低的功耗完成任务。这些可用模式包括：(在1.8V/25°C环境的初步数据)

· 10.4μA低功耗运行模式，32kHz运行频率

· 6.1 μA低功耗睡眠模式，一个计时器工作

· 1.3 μA 停机模式：实时时钟(RTC)运行，保存上下文，保留RAM内容

· 0.5 μA 停机模式：无实时时钟运行，保存上下文，保留RAM内容

· 1.0μA待机模式：实时时钟运行，保存后备寄存器

· 270nA待机模式：无实时时钟运行，保存后备寄存器

STM32L系列新增低功耗运行和低功耗睡眠两个低功耗模式，通过利用超低功耗的稳压器和振荡器，微控制器可大幅度降低在低频下的工作功耗。稳压器不依赖电源电压即可满足电流要求。STM32L还提供动态电压升降功能，这是一项成功应用多年的节能技术，可进一步降低芯片在中低频下运行时的内部工作电压。在正常运行模式下，闪存的电流消耗最低230μA/MHz，STM32L的功耗/性能比最低185μA/DMIPS。

此外，STM32L电路的设计目的是以低电压实现高性能，有效延长电池供电设备的充电间隔。片上模拟功能的最低工作电源电压为1.8V。数字功能的最低工作电源电压为1.65V，在电池电压降低时，可以延长电池供电设备的工作时间。

嵌入式开发板

嵌入式开发板（Embedded development board）就是半导体行业分工合作的载体之一，它为开发产品的厂商提供基本的底层硬件、系统和驱动等资源，使得用户不需要再投入人力和时间来完成这些底层的工作。

嵌入式开发板功能作用

嵌入式开发板（Embedded development board），从概念上来讲，与软件外包非常类似（软件外包是指软件外包提供商为了集中精力从事核心竞争力业务,降低项目成本,同时提高项目实施的质量,将自己的软件项目中的全部或部分工作发包给合适的软件企业去完成）。像嵌入式产品的硬件、引导代码、驱动程序、文件系统、协议层、基本应用软件这些方面，都是电子产品的公共和通用部分，并不是产品能够形成差异化的关键技术，在这个讲求分工合作的时代，如果是这部分的工作量比较大，或者是厂商没有相关的开发人员的时候，就能够选择由第三方完成这些软件开发的工作，加快产品研发的进程，实现产品的迅速上市，抢占市场先机。

那么，作为“发包方”的开发板用户，选择开发板的时候，实际上选择的不仅是一个硬件板子、开发板提供的源代码等资源，而是选择一个合作伙伴，一个为用户提供软硬件服务的合作伙伴。与软件外包这种合作方式类似，用户和供应商之间的合作更多是软件方面的合作，需要用户和供应商之间根据产品的具体需求进行充分沟通，供应商要根据用户的需求不断地调用人员进行配合。像我们在支持客户进行产品开发的过程中，遇到的比如更改文件系统、串口测试、64M Flash换成128M Flash等问题，大多情况都是要通过软件方式来解决的，这就形成了嵌入式行业供应商的售后支持和客户研发的高度互动性。

也就是说，嵌入式开发板是用户软件外包的载体，相对于传统的软件外包业务，开发板实际上能够为用户提供硬件实物和软件服务两方面的价值。

在嵌入式行业中，除了嵌入式开发板，外包的形式也趋向多样化，用户能够根据自己的产品需要，向供应商提出定制要求，由供应商提供硬件设计和驱动移植等方面的服务；有可能电子厂商会自己设计硬件，由嵌入式系统厂商帮助其完成系统的移植、驱动的完善工作。从行业链上的作用来看，嵌入式系统厂商能够采用灵活的服务方式，利用自己的技术优势帮助电子产品厂商缩短产品开发周期、节省设计资源方面的投资，促进电子产品厂商的快速发展。

嵌入式开发板硬件驱动

大部分嵌入式硬件都需要某种类型的软件进行初始化和管理。直接与一个硬件互相作用并控制这一硬件的软件称为设备驱动程序（device driver）。所有需要软件的嵌入式系统，在它们的系统软件层都需要设备驱动程序软件。设备驱动程序是初始化硬件的软件库，它们管理着高层软件对硬件的访问，它是硬件与操作系统、中间件和应用层之间联络的纽带。具体来说，这类驱动程序包括主处理器体系结构专用的功能性驱动程序、存储器和存储器管理驱动程序、总线初始化和事务驱动程序、还有电路板层和主CPU层次的I/O初始化和控制驱动程序（如用于网络、图形、输入设备、存储设备、调试I/O等）。 　设备驱动程序通常划分为体系结构专用（architecture-specific）设备驱动程序和通用（generic）设备驱动程序。体系结构专用设备驱动程序管理嵌入到主处理器（体系结构）中的硬件。体系结构专用驱动程序负责初始化主处理器内部的组件，这类驱动程序的具体事例包括片上存储器、集成的存储器管理器（MMU）和浮点硬件的驱动程序。通用设备驱动程序管理电路板上的硬件以及没有集成到主处理器中的硬件。在一个通用设备驱动程序中，通常包含一部分体系结构专用的源代码，因为主处理器是中央控制单元，要访问电路板上的任何组件通常都要经过主处理器。然而，通用驱动程序也可以管理不被特定的处理器所专用的板级硬件，这就意味着一个通用驱动程序可以配置应用到许多体系结构中去，只要该结构中包含该驱动程序对应的硬件。通用驱动程序包含初始化和管理对电路板上剩余主要组件进行访问的代码，这些主要组件包括板级总线（I2C、PCI、PCMCIA等）、片外存储器（控制器、2级以上高速缓存、闪存等）和片外I/O（以太网、RS-232、显示器、鼠标等）。