零下世界-電子電路的狀態

我們分為幾個地方進行討論：在單晶片系統當中，包含了幾個元件
1.MCU
2.晶體震盪器
3.電池
下面就各個元件的狀態來說明零下的時候各個元件效應

1.MCU的工作狀態：資料來源，STM32F103 Datasheet

The devices operate from a 2.0 to 3.6 V power supply. They are available in both the –40 to +85 °C temperature range and the –40 to +105 °C extended temperature range. A comprehensive set of power-saving mode allows the design of low-power applications.

根據STM32F103的datasheet所寫，該微處理機可以適用於-40度到+85度的環境下，仍可以維持正常的操作。


2.晶體震盪器：資料來源：維基百科
晶體震盪器的溫度效應[編輯]

石英晶體的頻率特性取決於形狀或切割方式。音叉型晶體通常會切割成溫度特性是以25℃為中心的拋物線。這意味著，音叉晶體振盪器在室溫下產生的共振頻率接近其目標頻率，當溫度或增加或減少時頻率都會降低。頻率-溫度曲線為拋物線的常見32.768千赫音叉晶體的溫度係數是負百萬分之0.04/℃²。

${\displaystyle f=f_{0}[1-0.04\ {\mbox{ppm}}(T-T_{0})^{2}]}$

也就是說，如不考慮製作誤差，以這種石英晶體控制頻率的時鐘，如運作在比室溫低10°C的環境下，每年會比運作在室溫下慢2分鐘；如運作在比室溫低攝氏20°C的環境下，則每年會比運作在室溫下慢8分鐘。

3.電池：詳情請見行動電源的極限：零下溫度的效應

4.結論

會被影響的元件：電池【最嚴重】、晶體震盪器【有專用SMD元件可補償溫度係數】
不會被影響的元件：微處理器晶片本身

Arduino筆記 Lesson 3-閱讀Datasheet-STM32F103c8t6的規格

資料來源：

https://developer.mbed.org/users/hudakz/code/STM32F103C8T6_Hello/shortlogSTM32F103C8T6 board

微處理機規格

• STM32F103C8T6 in LQFP48 package
• ARM®32-bit Cortex®-M3 CPU
• 72 MHz max CPU frequency
• VDD from 2.0 V to 3.6 V
• 64 KB Flash
• 20 KB SRAM
• GPIO (32) with external interrupt capability
• 12-bit ADC (2) with 10 channels
• RTC
• Timers (4)
• I2C (2)
• USART (3)
• SPI (2)
• USB 2.0 full-speed
• CAN

IC的Datasheet如連結，有機會再跟各位說明一下相關的datasheet內容

電路板規格

• Small foot-print
• Flexible board power supply: USB VBUS or external source (3.3V, 5V)
• User LED: LED1 (PC13)
• One push button: RESET
• Programming/Debug port
• Micro-B USB connector 

Arduino 筆記 Lesson 2 -STM32F103C8T6 - UART通訊

一、基礎連結

原文請參考http://grauonline.de/wordpress/?page_id=1004

STM32F103C8T6使用Arduino IDE 進行UART通訊成果

1.請依照下面的電路圖進行串接

在這邊要注意一點，就是電源要接上，要不然無法使用!!

2. 下載且安裝 Arduino IDE (目前最新版本為Arduino 1.8.2)

3. 從Git Hub下載 ‘https://github.com/rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32‘, 

將這個資料夾解壓縮後會得到‘Arduino_STM32-master’這個資料夾，並將這個資料夾的內容放到你的Arduino硬體資料夾 (C:\Programs\Arduino\hardware).

4. 打開 Arduino IDE, 可以看到在板子的選項中可以選擇:
‘Board: Generic STM32F103C series‘
‘Variant: STM32F103C8 (20k RAM, 64k Flash)’
‘Upload method: Serial‘
‘Port: <the COM port of your USB-to-serial adapter>’

5. Compile this sketch:
#define pinLED PC13
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(pinLED, OUTPUT);
  Serial.println("START");  
}
void loop() {
  digitalWrite(pinLED, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(pinLED, LOW);
  Serial.println("Hello World");  
}

然後就會開始啟動。

二、多埠連結

既然STM32F103C8T6有三個USART埠，要如何啟動呢?
對於初始狀態而言，A9,A10(板子上可看到的IO)是初始USB對電腦的(TX,RX)
這個答案請參考下列

http://wiki.stm32duino.com/index.php?title=API#Serial_.26_USB_Serial

我把內容貼出來

Serial & USB Serial 

Serial USB is enabled for all F103 boards when uploading using the bootloader, it is also available when uploading by ST-Link (SWD) 

In these cases:

• Serial.print("Hello world"); will print via Serial USB (CDC).
• Serial1 prints to hardware USART 1
• Serial2 prints to hardware USART 2
• etc

換句話說若是要使用USART1，就打Serial1，要使用USART2，就打Serail2

Arduino 筆記 Lesson 1 挑選系統版

筆者因為朋友的一點小需求
所以挑選三塊板子進行相關的說明

1.Arduino Pro Mini

2.Arduino Nano

3.STM32f103c8t6 最小系統版

4. Arduino UNO R3

會選擇STM32f103c8t6的原因

除了與Arduino IDE相容以外，可以用比較快速以及簡單的語法來啟動嵌入式系統以外

還有一件很重要的事情就是，可以與既有ST Link相關的編譯軟體進行互通

換句話說，若是使用STM32f103c8t6，之後要量產的話比較有機會進行大量複製

....雖然說以Maker的角度而言好像不太需要考量所謂的量產的事情。

至於兩張板子的比較，資節錄網路上已經有人做的Performance 比較
Arduino Mini 以及 STM32F103c8t6的差別
Youtube連結如下：
https://www.youtube.com/watch?v=5mDnKBNl9sY

節錄重點：STM32F103c8t6有的Performance比Arduino Mini快將近12倍

Arduino Mini 測試結果(秒數越多代表越久)

STM32F103c8t6 測試結果 (秒數越少代表越快)

在價格部分，STM32F103c8t6來自於中國的龐大代工下的成果....所以與Arduino相比是意外的便宜，然而他的缺點就是網路上的資源相當的少

以後有空再慢慢地描述每一張板子如何使用。