基于STM32F070F6P6的USB温湿度计

                               网友：阙凡博

1、作品简介

     STM32F070F6P6 是ST公司新出品不久的一款 ARM Cortex-M0芯片，内置 32 Kbytes Flash，6K SRAM，12Bit ADC，运行主频48MHZ，支持USB 2.0 SLAVE通信接口，更重要的是它是TSSOP20封装的！ 曾经在立创商城上，有个SHT30温湿度计的方案验证板，但该设计有个麻烦的地方，那就是需要另外接串口装置才能观察到MCU测量得到的SHT30温湿度数据。为此本人，决定用带这款支持USB通讯功能的STM32F0x0超值系列ARM芯片--- STM32F070F6P6，结合温湿度传感器AM2320，制作一款USB温湿度计。它使用很简单：直接插入PC机的USB端口，然后打开串口助手之类的软件，即可观察到现场的温湿度数据。通过这个制作，大家可以学习一下AM2320的I2C和单总线的驱动方法，还有如何使用ST的Cube MX软件来实现一个USB转串口（USB TO CDC）的通信设备。

2、作品亮点

① 无需额外仪器装置，直插到PC后运行串口助手软件即可观察到实时的温湿度数据。

② 采用引脚紧凑、低成本、同时支持USB通信的Cortex-M0 AMR STM32F070作为主控。

③ 使用出厂时己校准数字信号输出的AM2320作为传感器单元。插件，极易好焊接！

④ 温度分辨率是： ±0.1度，精度±0.5度；湿度分辨率: ±0.1%RH，精度：±3%RH

⑤ 提供2种演示范例，支持单总线和标准I2C 两种通信方式来驱动AM2320传感器。

⑥ 板上STM32F070的全部I/O都被引出，可当作一个低廉的最小系统板、开发板使用。

⑦ 本方案验证板采用USB BUS总线供电，无需额外再提供电源。

3、系统构架图

系统解说： 本系统有二大部分组成，分别是： 支持USB通信的ARM Cortex-M0主控芯片 STM32F070F6P6和AM2320数字式温湿度传感器。

4、原理图

原理图分为多个部分，下面逐个介绍：

第一部分: 电源供电和USB通信接口部分

备注说明：

上图中，P1是一个Mini USB接口的USB母座，系统从USB获取电源。数据线USB_D-和USB_D+直接连接到ARM 芯片STM32F070F6P6的USB通信引脚，这个ARM内置1.5K的上拉电阻，所以外部可省。LED1是一个电源指示灯，而D1主要是防止电压源接反和分压的左右。

第二部分：主控部分

备注说明： 如上图所示，主控只有一个ARM Cortex-M0芯片STM32F070F6P6，该PCB板在设计时，把STM32F070F6P6的I/O 按1对1 的方式，全部引到了P4和P5的P2.54连接器上，方便扩展使用。可见，该板也可以当作一个低廉的最小系统板、开发板使用。 

第三部分： 温湿度采集单元和接口部分

备注说明： 如上图所示，数字式温湿度传感器AM2320插入P3接口，即可连接到STM32F070F6P6处理器的相应IO上。AM2320支持单总线和标准I2C 两种通信方式，当采用单总线通信时，SCL短接到PIN3 GND即可。特别是这种单总线接口，使系统集成变得简易快捷，极低的功耗，信号传输距离可达 20 米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。两种通信方式都采用直接输出经温度补偿后的湿度、温度及校验 CRC 等数字信息，用户无需对数字输出进行二次计算，也无需要对湿度进行温度补偿，便可得到准确的温湿度信息。两种通信方式可自由切换，用户可自由选择，使用方便，应该领域广泛。

第四部分： 外部晶振电路和ST-LINK2下载口。

备注说明： 如上图所示，P2是用来仿真和烧录的下载口，需要特别指出的是：如果SWD接口使用的是非上电后默认的SWD引脚，那么必须把NRST这个引脚也需要引到P2接口上才能令ST-LINK /V2 仿真器正常工作。8MHz的晶振经过内部PLL电路后，产生48MHZ的主频，供ARM芯片STM32F070F6P6使能USB通信时使用。经试验证明，如果不用外部的这8MHz时钟， 而是使用内部的8MHz时钟，USB通信也是能正常工作的，但不太建议那样使用，毕竟外部的石英晶振频率更精确。

第五部分： 复位电路和启动模式选择电路。

备注说明： STM32F070F6P6 为低电平复位，而跳线JMP1是选择CPU从FLASH，还是从SRAM，或是系统固件区启动。 正常情况下，我们从FLASH 启动，此时JMP1的Pin1&Pin2短接即可。

 5、材料清单（BOM列表)

以下是这个电子制作的BOM列表，器件全部采购来自立创商城（http://www.szlcsc.com）,PCB板的制造在深圳嘉立创完成。

6、PCB实物图

7、软件部分的描述

限于篇幅，这里不太方便展示全部代码，比如USB通信实现和单总线、I2C总线驱动温湿度传感器AM2320等等。敬请大家在立创商城的方案验证板区域或立创社区BBS论坛里下载源码参考和阅读。需要指出的是，USB通信部分，本人直接采用了ST官方出品的STM32CubeMX软件，该软件是一个基于GUI界面配置软件，通过鼠标操作芯片的配置和功能，最终该软件即可自动产生初始化代码和一个应用程序框架范例。本电子制作就是使用这个默认生成的USB转串口(USB CDC协议)应用程序，然后添加相关的温湿度采集驱动完成的。

8、调试过程和应用实例

按前面提供的BOM清单，正常焊接完毕后，接着把HEX烧录到ARM STM32F070F6P6芯片，即可完成准备工作。随后，将USB电缆把该PCBA电路模块和电脑链接起来(如果Windows 系统提示需要安装驱动程序，那按默认位置按照即可)。最后，打开串口助手之类的软件，即可观察到现场的温度和湿度数据。本电子制作，有视频演示，具体请参阅立创商城的方案验证板区域或立创社区BBS论坛里相关链接。

9、总结

STM32F070F6P6 是一个内置USB功能、性价比很高的芯片，结合AM2320实现了比之前SHT30方案验证板更好的应用体验。该PCB板设计时，把STM32F070F6P6的全部I/O都引出了，因此，该板可当作一个低廉的最小系统板、开发板使用。如果想学习ARM Cortex-M0 芯片的应用，特别是USB总线通信的实现过程，那本文介绍的这个电子制作作品和PCB空板，是一个不错的入门选择！

此作品以方案验证板的形式出现，并得到了立创商城的赞助，在此表示非常感谢！顺此，授权立创商城对本作品进行宣传和开源！

本内容系原创，首发于《立创快报》第5期，目前仅授权【立创商城】公众号（微信号：szlcsc）及其相关平台转载。

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请问我烧录完程序，USB接上PC，为什么设备管理器端口上没有显示？已排除USB线。