STM32446E-EVAL

UM1871 User manual Evaluation board with STM32F446ZE MCU Introduction The STM32446E-EVAL evaluation board has been designed as a complete demonstration and development platform for the STMicroelectronics ARM® Cortex®-M4 with FPU core based STM32F446ZET6 microcontroller with SPDIF input, four I2C buses, four SPI, three I2S, two SAI ports, two CAN ports, three 12-bit ADC, two 12-bit DAC, up to 17 timers, USB OTG HS and FS, camera interface, flexible memory controller (FMC), Quad-SPI interface, SDIO interface, 512-Kbyte Flash memory and 128-Kbyte SRAM, JTAG debug and ETM trace support.The full range of hardware features on the board can be used to evaluate all peripherals (USB HS & FS, USART, IrDA, CAN, digital microphones, audio codec, ADC and DAC, color LCD glass with touchscreen, SDRAM and Quad-SPI Flash memory, I2C EEPROM, RF-EEPROM, microSD card) and develop user’s applications. Extension headers allow to easily connect a daughterboard for specific applications. ST-LINK/V2-1 in-circuit debugger and programmer facility is integrated on the mainboard. Figure 1. STM32446E-EVAL evaluation board 1. Picture not contractual. October 2015 DocID027604 Rev 3 1/64 www.st.com 1 Contents UM1871 Contents 1 2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2 Demonstration software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3 Order code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4 Delivery recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Hardware layout and configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1 3 2/64 Embedded ST_LINK/V2-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1.1 Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1.2 ST-LINK/V2-1 firmware upgrade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 Power supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 2.3 Clock source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.4 Reset source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.5 Boot option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.6 Audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.7 USB OTG FS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.8 USB OTG HS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.9 RS232 and IrDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.10 MicroSD card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.11 Potentiometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.12 Analog input or output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.13 CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.14 Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.15 RF-EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.16 LCD display and input devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.17 MFX (Multi Function eXpander) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.18 Motor control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.1 Motor control connector CN3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2 RF connectors CN6 and CN7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3 FMC connectors CN11 and CN12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 DocID027604 Rev 3 UM1871 Contents 3.4 Daughterboard connector CN13 and CN10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.5 MicroSD connector CN4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.6 RS232 connector CN25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.7 ST-LINK/V2-1 USB Type B connector CN16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.8 Audio jack CN22 and CN23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.9 ST-LINK/V2-1 programming connector CN18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.10 Power connector CN20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.11 Analog input connector CN21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Appendix A STM32446E-EVAL IO assignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Appendix B Electrical schematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Appendix C Mechanical dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Appendix D Federal Communications Commission (FCC) and Industry Canada (IC) Compliance Statements . . . . . . . . . . . . . . . . 62 D.1 D.2 4 FCC Compliance Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 D.1.1 Part 15.19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 D.1.2 Part 15.105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 D.1.3 Part 15.21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 IC Compliance Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 D.2.1 Compliance Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 D.2.2 Déclaration de conformité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 DocID027604 Rev 3 3/64 3 List of tables UM1871 List of tables Table 1. Table 2. Table 3. Table 4. Table 5. Table 6. Table 7. Table 8. Table 9. Table 10. Table 11. Table 12. Table 13. Table 14. Table 15. Table 16. Table 17. Table 18. Table 19. Table 20. Table 21. Table 22. Table 23. Table 24. Table 25. 4/64 Power related jumpers and solder bridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 32 KHz crystal Y2 related solder bridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 8 MHz crystal Y4 related solder bridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Boot0 switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Boot0 and Boot1 related jumpers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Audio related jumpers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 USB_OTG_FS related jumpers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 RS232 and IrDA related jumpers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 CAN related jumpers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 LCD modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 MFX signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Motor Control connector CN13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 RF connector CN6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 RF connector CN7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 FMC connectors CN11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 FMC Connectors CN12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Daughterboard connector CN13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Daughterboard connector CN10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 MicroSD connector CN4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 RS232 connector CN25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 USB type B connector CN16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Analog input-output connector CN4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 IOs assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Mechanical dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Document Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 DocID027604 Rev 3 UM1871 List of figures List of figures Figure 1. Figure 2. Figure 3. Figure 4. Figure 5. Figure 6. Figure 7. Figure 8. Figure 9. Figure 10. Figure 11. Figure 12. Figure 13. Figure 14. Figure 15. Figure 16. Figure 17. Figure 18. Figure 19. Figure 20. Figure 21. Figure 22. Figure 23. Figure 24. Figure 25. Figure 26. Figure 27. Figure 28. Figure 29. Figure 30. Figure 31. Figure 32. Figure 33. STM32446E-EVAL evaluation board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Hardware block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 STM32446E-EVAL evaluation board layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Updating the list of drivers in device manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Solder bridge to be added on bottom side for motor control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 PCB underside rework for CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 PCB underside rework for motor control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Motor control connector CN3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 MicroSD connector CN4 (front view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 RS232 connector CN25 (front view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 USB type B connector CN16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Power supply connector CN20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Analog input-output connector CN21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 MCU 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 MCU 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 USB OTG HS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 USB OTG FS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 ST-LINK/V2-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 MFX V3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Peripherals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 CAN, RS232 / IrDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Audio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Motor control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 STM32446E-EVAL LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 JTAG and trace. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Camera connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 FMC connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.2”LCD module with both SPI and 16-bit interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Camera module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Mechanical dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 DocID027604 Rev 3 5/64 5 Overview UM1871 1 Overview 1.1 Features 6/64 • STM32F446ZET6 microcontroller. • 3.2" 240x320 TFT color LCD with resistive touchscreen • 2048 x 1536 camera module • SAI stereo audio DAC, audio jacks which support headset with microphone • Stereo digital microphones connected to DAC or to MCU • Connectors for microphone coupon board • SPDIF optical input connector • Joystick with 4-direction control and selector • Reset and user buttons • Potentiometer • 4 color user LEDs • 32-Mbit Quad-SPI Flash memory • 4M x 16-bit SDRAM • 2-Gbyte (or more) microSD card • RF-EEPROM • USB OTG HS and FS with micro-AB • Micro-AB connector • RS232 communication • CAN 2.0A/B compliant communication • IrDA transceiver • Embedded ST-LINK/V2-1 • JTAG/SWD and ETM trace debug support • Five 5 V power supply options: – Power jack – ST-LINK USB connector – USB FS connector – USB HS connector – Daughter board • RTC with backup battery • Motor control connector • Extension connectors for daughter board or wrapping board and memory connectors DocID027604 Rev 3 UM1871 1.2 Overview Demonstration software Demonstration software is preloaded in the Flash memory of the board for easy demonstration of the device peripherals in stand-alone mode. For more information and to download the latest version available, refer to the STM32446E-EVAL demonstration software at www.st.com. 1.3 Order code To order the evaluation board based on STM32F446ZE MCU, use the order code STM32446E-EVAL. 1.4 Delivery recommendations Before using the board for the first time, verify that nothing was damaged during shipment and that no components are unplugged or lost. When the board is extracted from its plastic bag, it must be checked that no component remains in the bag. The main components to verify are: 1. The microSD card which may have been ejected from the CN4 connector (top left corner of the board). 2. The dual-interface EEPROM board (ANT7-M24LR-A) which may have been unplugged from the CN1 connector (top left corner of the board). Note:1 The plastic protection on the camera should be removed carefully as the connection is very fragile. Note:2 For all information concerning the version of the MCU used on the board, its specification and possible related limitations, visit the ST web site (www.st.com) to download relevant datasheet and errata sheet. Warning: Warning: There is an explosion risk if the battery is replaced by an incorrect one. Make sure to dispose of used batteries according to the instructions. DocID027604 Rev 3 7/64 63 Hardware layout and configuration 2 UM1871 Hardware layout and configuration The STM32446E-EVAL evaluation board is designed around the STM32F446ZET6 microcontroller in a 144-pin LQFP package. The hardware block diagram Figure 2 illustrates the connection between STM32F446ZET6 and peripherals (Camera, RS232, Audio DAC, microphone ADC, TFT LCD, CAN, IrDA, microSD card, RF-EEPROM and others). Figure 3 will help the user to locate these features on the actual evaluation board. Figure 2. Hardware block diagram " !# $$%