امروزه میکروکنترلر های ARM محبوبیت زیادی در بین مهندسین الکترونیک امبدد دارد . معماری ساده ، تنوع بسیار زیاد پریفرال ها همچنین سرعت و قابلیت های زیاد ، این دسته از میکرو کنترلر ها را به یکی از بهترین گزینه ها برای اجرای پروژه های صنعتی تبدیل کرده است . میکروکنترلر های ARM دارای رنج قیمتی متنوعی هستند که در بسیاری از موارد قیمت آن ها پایین تر از برخی مدل های AVR و PIC (با سرعت و قابلیت های بسیار کمتر از ARM ها ) است که به همین دلیل در برخی از پروژه ها استفاده از میکروکنترلر های ARM بسیار مقرون به صرفه تر است . همچنین به دلیل توانایی و سرعت بالا ، پروژه نهایی می تواند عملکرد بسیار بهتری داشه باشد .
برخلاف میکروکنترلر های AVR و PIC ، تمامی میکروکنترلر های ARM در پکیج های SMD ساخته می شوند و فاقد پکیج های DIP هستند . از این رو استفاده از آن ها در مصارف آموزشی می تواند کار مشکلی باشد . به همین دلیل در مصارف آموزشی این میکروکنترلر های از برد های آموزشی و هدر بورد ها استفاده می شود . برد های آموزشی برد هایی هستند که یک میکروکنترلر به عنوان هسته اصلی آن وجود دارد و یک سری امکانات اضافی در جهت اجرا پروژه های مختلف به آن اضافه شده است . به طور مثال برد های Discovery که از برد های آموزشی STM32 هستند ، در همه این برد ها امکاناتی همچون صفحه نمایش ، سنسور های شتاب و… جهت اجرای پروژه های مختلف در نظر گرفته شده است . هدر برد ها برد های ساده تری هستند . در این برد ها تنها یک میکروکنترلر به عنوان هسته اصلی وجود دارد و در کنار آن مداراتی جهت تغذیه و همچنین پین هدر هایی برای دسترسی به پین های میکروکنترلر در نظر گرفته شده است . استفاده از هدر برد ها برای شروع یادگیری میکروکنترلر ها گزینه بسیار مناسبی است . چراکه این هدر برد ها هزینه بسیار کمتری دارند و نیز در راه اندازی آن ها نیازی به پیکر بندی خاصی ندارید ، کاری که در بسیاری از برد های آموزشی به دلیل وجود امکانات خارجی باید انجام بدین . استفاده از برد های آموزش در سطوح متوسط و حرفه ای گزینه مناسب تری هست .
امروزه هدر برد های مختلفی در بازار وجود دارند که شاید انتخاب گزینه مناسب در بین آن ها کار سختی به نظر بیاد . ما در این جا قصد داریم به بررسی هر کدام از این هدر برد ها پردازیم .
نکته مهمی که در این مورد وجود دارد این است که هدر برد های موجود در بازار ایران همگی بر پایه میکرو کنترلر های STM32 شرکت ST هستند . موارد محدودی از هدر برد های میکروکنترلر های LPC نیز وجود دارند که توسط سازندگان ایرانی طراحی شده است .
قبل از هر چیزی باید به مواردی که هدر بورد ها باید داشته باشند بپردازیم .
شما برای به کار گیری هدر بورد نباید نیازی به طراحی منبع تغذیه داشته باشد . این یک نکته مهم راجب به هدر بورد ها است . با فرض اینکه کاربر یک فرد مبتدی می باشد و همچنین تغذیه میکرو کنترلر های STM32 حساس است ، نباید طراحی بورد به گونه ای باشد که کاربر را مجبور به طراجی مدا تغذیه کند .
قابلیت نصب بر روی برد بورد را داشته باشند . شاید تنها گسترش پین های میکرو کنترلر به پین هدر کافی به نظر برسد . اما شما نیاز به اتصال هدر بورد خود به انواع ماژول ها و قطعات دیگر را پیدا خواهید کرد . پس امکان نصب هدر بورد بر روی برد بورد باید وجود داشه باشد .
امکان ریست کردن میکرو به راحتی وجود داشته باشد . در اکثر هدر بورد ها کلید های تکی جهت ریست کردن میکرو وجود دارد . این مورد از امکانات ضروری هدر بورد به حساب می آید .
وجود پورت ارتباطی برای اتصال به کامپیوتر . هدر بوردی که می خواهید از آن استفاده کنید باید حداقل یک پورت USB هم برای تغذیه و هم برای اتصال به کامپیوتر داشته باشد .
بررسی و مزایا و معایب هدر برد های مختلف موجود در بازار ایران :
1-STM32F103C8T6 BluePill :
این برد یکی از مشهور ترین هدر برد های STM32 است . بلوپیل بر پایه میکروکنترلر STM32F103C8T6 می باشد . این برد دارای یک پورت microUSB است که امکان اتصال آن را به کامپیوتر فراهم میکند همچنین می توان از آن برای تغذیه برد نیز استفاده کرد . یکی از مهمترین مزیت های این برد وجود صد ها مثال در اینترنت است که کار راه اندازی آن را بسیار راحت می کند .
مزایای این برد شامل :
1- وجود مثال ها و آموزش های گسترده
2-امکان تغذیه از طریق باتری های Li-Po
3-دارای پورت microUSB
4-دارای جمپر جهت انتخاب بوت لودر
5-دارای پین های خروجی SW برای اتصال به پروگرامر
6-دارای دو ردیف پین هدر با قابلیت نصب بر روی برد بورد
7-دارای کریستال ساعت
8-امکان راه اندازی در Arduino IDE
از معایب این برد همچنین می توان به موارد زیر اشاره کرد :
با وجود صد ها مثالی که در اینترنت وجود دارد و همچنین راه اندازی آن در Arduino IDE ، این برد در حالت پیشفرض فاقد بوت لودر هستند و برای پروگرام کردن بوت لودر آن نیاز به پروگرامر خواهید داشت .
2-CJMCU-1038 :
این هدر برد ساخت کمپانی CJMCU می باشد که کیفیت ساخت آن به مراتب بیشتر از هدر برد های دیگر است . این برد بر پایه میکروکنترلر STM32F103C8T6 می باشد. با وجود قیمت بالا ، این برد امکانات اضافه ای ندارد و تنها شامل یک miniUSB جهت اتصال تغذیه و همچنین سوراخ های متالیزه جهت اتصال قطعات مختلف است .
مزایای این برد :
1-دارای قسمت پرتوتایپ جهت ساخت نمونه های اولیه
2-دارای پورت miniUSB جهت اتصال به کامپیوتر
3-کیفیت ساخت بالا
معایب :
1-قیمت بسیار بالا
2-فاقد امکانات جانبی
3-پین هدر های ماژول نیاز به لحیم کاری دارند .
3-STM32F103CBT6 WaveShare :
این هدر برد ساخت کمپانی مشهور WaveShare است که از کیفیت بسیار بالایی برخوردار است . این برد دارای ابعاد بزرگی در مقایسه با سایر هدر برد ها است. این برد علاوه بر گسترش پین های میکروکنترلر شامل بسیاری امکانات دیگر است که نمونه آن ها در سایر هدر برد ها وجود ندارد . این برد با وجود قیمت بالا نسبت به سایر هدر برد ها ، یک برد آموزشی به عمل می آید که می توان از آن نه تنها جهت توسعه میکروکنترلر های STM32 بلکه به عنوان بردی آموزشی استفاده نمود . این برد شامل پین هدر هایی برای اتصال ماژول های مختلف ، نمایشگر ، مبدل USB-TTL و همچنین شامل چندید LED و کلید USER می باشد . به همراه این برد آداپتور تغذیه ، سی دی حاوی نرم افزار های کاربردی و همچنین مبدل USB-TTL است .
مزایا :
1- وجود امکانات بسیار گسترده در حد یک برد آموزشی
2- دارای کلید های USER همچنین LED های متصل به میکروکنترلر
3-دارای کلید و جامپر جهت فعال سازی و استفاده از قسمت های مختلف
4- دارای آداپتور و مبدل USB-TTL
5- دارای پین های اتصال LCD
4-STM32F030F4P6 :
این هدر برد بر پایه میکروکنترلر STM32F030F4P6 می باشد . در مقایسه با هدر برد های دیگر قیمت بسیار پایین دارد . این برد هر آنچه یک هدر برد باید داشته باشد را دارد . به دلیل قیمت ارزان می توان از این هدر برد در پروژه های عملی و تیراژ بالا استفاده کرد .
امکانات :
1-دارای پین هدر برای کلیه پین های میکروکنترلر
2-امکان نصب بر روی برد بورد
3-قیمت ارزان
4-دارای جمپر برای انتخاب بوت لودر
5-دارای کلید ریست
معایب :
یکی از معایب این برد میکروکنترلر ضعیف آن به نسبت هدر برد های دیگر است .
