开源设计一款H7-TOOL开发工具，CPU选择STM32H750（2019-03-27日更新）

armfly

开源目的：
1、活跃论坛人气
2、为单片机工程师提供一款实用的多功能开发调试工具。

我相信很多人有带板子回家调试、或带板子出差调试的情况。因为产品问题是无法预知的，多半情况不可能带齐全套测试工具的。经常遇到手边缺万用表、缺示波器、缺串口线、缺逻辑分析仪而导致工作很难继续。
H7-TOOL是一款多功能测试工具，体积和J-Link一样大，方便携带。手边常备一个以备不时之需。自己作为设计者，也非常期待。

产品初步规划：
型号：H7-TOOL
名称：H7-TOOL开发工具

硬件规格：
1. STM32H750IBK6/UBGA176+25. （128K Flash，1M SRAM，主频400MHz）
2. QSPI Flash， W25Q256，容量32M字节
3. USB3300 - USB高速PHY
4. 双路ADC示波器前端（AC/DC耦合, 增益4档，软件切换）
5. 以太网PHY, LAN8720A
6. DAC输出（输出电压：0-10V或正负10V、输出电流: 0-20mA）
7. 12个GPIO扩展，包含：UART、SPI、I2C、PWM输出、编码器输入
8. 1个RS485、1个RS232、1个CAN接口、1个TTL串口
9. SDIO WIFI模块 （AP6181开发难度太大，决定用ESP32 SDIO AT指令模式，WiFi的TCP/IP协议也省了）
10.有源蜂鸣器
11.按钮2个，指示灯1个
12.SWD调试下载接口引出
13.烧录接口（TVCC电平可选择1.8V 2.6V 3.3V,5.0V,悬空）
14.高端电流检测 （2档增益：2A, 200mA; 分辨率：12bit）
15.EEPROM
16.SPI TFT彩屏（1.44寸，分辨率128*128）

产品功能：
1. 双通道虚拟示波器
2. 8通道逻辑分析仪
3. USB-RS485转换器
4. USB-RS232转换器
5. USB-TTL串口转换器
6、USB-CAN转换器
7. 联机烧录器（内置CMSIS DAP下载器）
8. 脱机烧录器
9. I2C控制器
10. SPI控制器
11. GPIO输入输出
12. 模拟信号发生器
13. PWM发生器
14. 脉冲计数器（编码器输入）
15. 频率计
16.负载电流波形测试仪（测量电压、电流，计算功率）

产品外观：
1. 使用J-Link标准塑料外壳，表面贴彩色PVC膜
2. 外壳右侧：DC3-26P牛角插座（排针）
3. 外壳左侧：USB A方口、RJ45插座。   （之前考虑用手机的Miciro USB，但是这个太不经踹了，决定用J-Link的USB方口插座）
4. 外壳顶部：一个色指示灯，2个按钮， 1.44寸彩屏
5. 外壳上侧：SWD烧写口（XH2.5-5P弯脚）+ DAC输出接口（XH2.5-3P）
6. 外壳下侧：高端电流检测接口（XH2.5-4P）
7. 外壳贴膜初稿：


======== 产品规格修改记录（含开发进度）===============
2019-03-27 进度汇总


1. 2019-03-07 第3版PCB样板已到，已焊接2片，在调试软件。
2. 实测发现第3版还有一小处问题（原理图网标错误，数字接口运放供电电路bug）
3. ADC在最大增益档位，噪声较大，波形不太好看（100mV信号输入，能识别，毛刺较大）。
     原因：主板芯片太密集，示波器前端模拟部分太靠近DAC升压电路和数字输出端口，1M欧前端受到一点干扰就会被放大。
     改进方案：将示波器前端电路独立出来做个模块插到主板（已投板）。示波器模块设计特点
        - 4层板设计，底面做完整地平面起屏蔽作用，信号在中间层和表层走线。
        - 2级运放都接成差分放大器模式，降低共模工频干扰
        - 负压芯片7660用2片（以前是一片，实测负压3.8V），两路各自独立
        - 增加2片I2C接口12bit DAC芯片，用来实现电平平移。
4. 液晶屏按网友建议升级到1.3寸的240*240的IPS屏。实测效果非常棒，四个方向颜色都很正。不过16点阵的字太小，费眼睛。软件需要做24点阵的汉字，大小才适合。
5. 贴膜300张已到，蓝底白字光面PVC膜，效果还行。不过配色有点压抑，下次再做就做黄底篮字的。
6. 第4版主板的原理图还在细化中，等待示波器模块验证OK才投板。第4板已确定的改进点：
    - 示波器前端从主板移除，设计2.0的排针排母连接示波器模块
    - DAC电路部分功耗偏大，增加一个PMOS管可以关断DAC电路
    - 调整GPIO，将第2个SDIO接口弄出来装一个Micro SD卡座。为啥想加SD卡：
       ++ 脱机编程机功能，可以用来存储很多程序文件或数据文件。
       ++ 脱机数据记录仪功能，连续长时间存储ADC、GPIO或串口数据，就像行车记录仪。极低频次故障捕捉分析（比如3天才出现一次故障的情况）。
       ++ 选配一个32G卡，H7-TOOL就是一个随身U盘了。   
7. 增加时钟电路和小电池 （记录仪需要时钟）


2019-02-16
1. 第2版PCB样板已到。解决已知BUG。



2018-12-061.PCB板已到，焊接好一套样品，开始测试硬件功能





2018-11-29
1. 主板和LCD的PCB已投板，预计1周后到。


2018-11-26
1.逻辑输入通道增加到10路，重新调整了输出接口。发布pvc膜效果图。
2.PCB走线很困难，4层板设计。边布线变未调IO分配，因此耽误很多时间。
3.I2C接口双向电平转换不太好弄，目前采用直接I2C GPIO引出到端子（带保护），支持电平 2.5-5.0V。其他数字通道可以到1.8-5.0V。
4.USB转串口只是用一路USART1，输出RS232，RS485，TTL三组端子。
5.预计再过3天就可以投板了。
6.学习QT，仿照salea logic界面，借鉴usbee suite的参数配置方案。
2018-11-09
1.WiFi用ESP32，SDIO 4bit，AT指令。采购成品贴片模组，安可信ESP32-S模块，支持2.4GWiFi +BT。
2.增加1.44寸TFT彩屏。目前显示模块的PCB板设计完毕。和主板通过FPC-0.5-10P排线连接，用M2铜柱进行固定。
3.主板PCB布局基本完成，正在走线

2018-11-06
1.AP6181 + STM32搞起来太费劲。好像资料也不多。准备放弃了。准备上 ESP8266  SDIO接口AT指令。WiFi的TCP/IP协议也不用弄了。
2.扩展IO支持电平适应（1.8V  3.3V 5.0V）。

2018-11-03
USB插座不用Micro USB插座了，这个机械强度不够，拔插寿命不行。决定用J-Link的USB方口插座，耐用一点。
目前原理图基本设计完毕，进入PCB布线阶段。因为集成的功能过多，电阻电容需要用0402封装了，PCB至少4层板。
CPU STM32H750IBK6已经联系代理商下单采购，最小包装1008片。交期10周左右。前期先采购H743同封装的CPU进行调试。

2018-11-02
增加高端电路检测功能
增加8通道逻辑分析仪功能

2018-10-27  
STM32H750VBT6 的GPIO资源不够用，其中USB 高速PHY和以太网PHY的口线重叠，导致2者不能同时使用。
PB11/USB_OTG_HS_ULPI_D4/ETH_RMII_TXEN
PB12/USB_OTG_HS_ULPI_D5/ETH_RMII_TXD0
PB13/USB_OTG_HS_ULPI_D6/ETH_RMII_TXD1

对于ETH，这3个脚是CPU的输出脚，也就是ETH PHY芯片的输入脚。如果软件分时使用是可行的。
分时复用方案：软件通过MDC、MDIO两个IO访问ETH PHY芯片（采用GPIO模拟实现SMI接口读写PHY寄存器），如果检测到插入网线，则配置接口为以太网功能，如果没有检测到则配置接口为高速USB功能。
理论上是可行的，未验证。

ADC限制问题，H750很多ADC输入通道，都只有ADC12_IN，部分是ADC3_IN。 不像H743，很多ADC输入通道都是ADC123_IN。
意思就是说，能够实现三个ADC交错采集的引脚很少，只有
PC0/USB_OTG_HS_ULPI_STP/ADC123_INP10
PC1/ETH_RMII_MDC/ADC123_INP11
PC2/OTG_HS_ULPI_DIR/ADC123_INP12
不幸的是这几个GPIO要用作ETH和USB功能。 示波器CH1通道想实现3ADC交错采集（4.5Msps * 3 = 13.5Msps）是不行的。
可考虑的解决方案：将PC1/ETH_MDC引脚分配到其他普通GIO。 以太网PHY的SMI接口（MDC,MDIO）通过软件模拟实现。这样可以保证示波器CH1具备3ADC采集功能。

就算这样，可用的ADC少的可伶。总共只有3个引脚了。2个分配给示波器CH1，CH2输入。剩下一个用作检测目标板电源。
想实现多路ADC采集是个奢望了。

计划更换CPU型号为 STM32H750IBK6/UBGA176+25。 引脚多一些，不过封装为BGA了。价格会贵10几元。

星岳

搞上个双QSPI的Flash呗，增大程序容量。

eric2013

byccc

如果能够级联过多个一起下载，吊炸天，礼炮

byccc

类似这样的一排级联下载

infofans

强力赞

tianyukobe

厉害了，强烈点赞

pjrstar

加速加速！ 正要做这个CPU的项目 等不及了

wx_NF5xAVDv

好消息

雷鹏

armfly

byccc 发表于 2018-10-24 14:21
类似这样的一排级联下载

这个主意不错。知道级联的大致原理不。 和独立的板子多个使用的优势在哪里。

byccc

armfly 发表于 2018-10-24 21:13
这个主意不错。知道级联的大致原理不。 和独立的板子多个使用的优势在哪里。

这里有详细介绍 https://www.segger.com/products/ ... rammer-flasher-ate/

主控板子（最右边的）控制其他板子的程序下载，每个下载都可以独立配置的，互不影响。主控板子支持FTP，方便远程更新控制。
一次最多可以并行同时下载10个，适合大批量产品量产。



视频的1:30开始有介绍和演示https://v.qq.com/x/page/y06168fet1f.html

a20084666

这个得什么时候才能做出来

aloevera

预计什么时候开卖啊

Q匠士

期待，但是什么时候能做出来？

byccc

再来加把火

zhang1116qua

可以再加上USB-CAN转换功能

byccc

zhang1116qua 发表于 2018-10-25 16:51
可以再加上USB-CAN转换功能

楼主位写了

8. RS485、RS232、CAN接口

armfly

STM32H750VBT6 的GPIO资源不够用，其中USB 高速PHY和以太网PHY的口线重叠，导致2者不能同时使用。
PB11/USB_OTG_HS_ULPI_D4/ETH_RMII_TXEN
PB12/USB_OTG_HS_ULPI_D5/ETH_RMII_TXD0
PB13/USB_OTG_HS_ULPI_D6/ETH_RMII_TXD1

对于ETH，这3个脚是CPU的输出脚，也就是ETH PHY芯片的输入脚。如果软件分时使用是可行的。
分时复用方案：软件通过MDC、MDIO两个IO访问ETH PHY芯片（采用GPIO模拟实现SMI接口读写PHY寄存器），如果检测到插入网线，则配置接口为以太网功能，如果没有检测到则配置接口为高速USB功能。
理论上是可行的，未验证。

ADC限制问题，H750很多ADC输入通道，都只有ADC12_IN，部分是ADC3_IN。 不像H743，很多ADC输入通道都是ADC123_IN。
意思就是说，能够实现三个ADC交错采集的引脚很少，只有
PC0/USB_OTG_HS_ULPI_STP/ADC123_INP10
PC1/ETH_RMII_MDC/ADC123_INP11
PC2/OTG_HS_ULPI_DIR/ADC123_INP12
不幸的是这几个GPIO要用作ETH和USB功能。 示波器CH1通道想实现3ADC交错采集（4.5Msps * 3 = 13.5Msps）是不行的。
可考虑的解决方案：将PC1/ETH_MDC引脚分配到其他普通GIO。 以太网PHY的SMI接口（MDC,MDIO）通过软件模拟实现。这样可以保证示波器CH1具备3ADC采集功能。

就算这样，可用的ADC少的可伶。总共只有3个引脚了。2个分配给示波器CH1，CH2输入。剩下一个用作检测目标板电源。
想实现多路ADC采集是个奢望了。

zhang062061

啥时候开发出来啊~

stm32f_2018

加油 期待

lindada

给力啊，坐等楼主了

yangweibo

什么时间能做出来，坐等支持。

砖头_NMjXH

版主您好。我知道SWD下载的时候，工具H7-TOOL肯定要实现SWD协议。
请问您是如何计划用芯片H740实现SWD协议的，该芯片的某一IO可以配置成 SWD主接口 吗。

另，H7系列的CPU，其串口能实现任意波特率吗，比如1.25Mb/S.
盼回复，谢谢。

armfly

砖头_NMjXH 发表于 2018-10-28 17:23
版主您好。我知道SWD下载的时候，工具H7-TOOL肯定要实现SWD协议。
请问您是如何计划用芯片H740实现SWD协议 ...

CPU没有专门的SWD主机接口，一般是通过GPIO模拟实现，比如借用硬件SPI 配合软件软件实现。串口波特率可以任意设置。这在STM32F103 系类都支持任意波特率。

砖头_NMjXH

armfly 发表于 2018-10-28 19:47
CPU没有专门的SWD主机接口，一般是通过GPIO模拟实现，比如借用硬件SPI 配合软件软件实现。串口波特率可以 ...

谢谢您的回复。
我见过拿FPGA实现SWD的，但还是希望用CPU本身来实现。
看看 J-LINK OB以及ST-Link，都是ST的芯片，就实现了SWD，所以很好奇，希望能找到用CPU实现SWD的方法，如果哪位大侠有相关代码，不知是否可以分享一下，私下分享也行。cnwanlipro#gmail.com
谢谢。

leimao

      既然加phy了，不如外壳使用jtrace 的，功能上还能做成 ETM trance

另外看到有wifi,感觉后面做成无线式调试器，瞬间感觉挺高大上的

这是网上看到的类似项目：https://blog.csdn.net/K_O_Carnivist/article/details/50706646

然后不知调试接口这块用的啥，CMSIS-DAP ？

byccc

leimao 发表于 2018-10-28 21:47
既然加phy了，不如外壳使用jtrace 的，功能上还能做成 ETM trance另外看到有wifi,感觉后面做成无线式 ...

想多了，ETM Trace功能实现了，产品价格低于5000rmb，都不好意思说支持Trace。

armfly

不考虑做ETM TRACE功能，至今还重来没有弄过TRACE功能，不玩这个。

H7-TOOL主要实现脱机编程功能，还未考虑实现仿真调试功能，这个产品不是为了替代仿真器。

leiyitan

开源是大家一起参与设计么？这个多东西，硬件要采用模块化堆叠，还是高密度一体化集成？

西点钟灵毓秀

1000起步

木兰花

好东西，围观下

DreamRoad

这个强大！期待

hgfight

期待                     

tianyekpsex

，支持

meirenai

AP6181这部分驱动是移植WICED？
还是自己写？

armfly

meirenai 发表于 2018-10-29 14:05
AP6181这部分驱动是移植WICED？
还是自己写？

AP6181部分计划移植Linux下的驱动.
这部分有点难度，不知你有参考代码没

在水一方

但是这一款可以直接用于仿真和下程序了吧

armfly

在水一方 发表于 2018-10-29 21:31
但是这一款可以直接用于仿真和下程序了吧

可以考虑集成一个CMSIS DAP下载器功能。

在水一方

armfly 发表于 2018-10-31 20:33
可以考虑集成一个CMSIS DAP下载器功能。

大佬。