NUC1263 LLSIClock開發筆記：電路設計篇、億光ARGB七段顯示器

閱讀過上篇文章開箱實作NUC1263 MCU！探索新唐獨家LLSI ARGB LED控制介面！的讀者們，有沒有猜到我要做什麼了嗎? 是的，又要做時鐘啦！

先來公布畫好的電路圖和電路板

會陸續把相關的檔案更新到GitHub中：

https://github.com/danchouzhou/LLSIClock

NUC1263核心電路

這次訂購的晶片是封裝為LQFP48的NUC1263LD4CE，電路板空間不多就沒有把所有IO通通拉出來了，不過有把一些重要的IO集中在14-pin的SMT雙排排針J1上面，其中包含PA.0~PA.3，能同時支援I3C、I2C、SPI、UART、PWM，且能從VDDIO1電源接腳輸入IO電壓；以及主要能拿來當ADC、DAC輸入輸出的PB.12~PB.15，讓電路能有更彈性的擴充能力，未來要拿去接Wi-Fi模組、GPS、各式各樣的感測器就都不是問題！

NUC1263LD4CE有內建48 MHz的RC震盪器，而且±1%的精確度已能滿足USB 2.0 Full-Speed (12Mbps)的需求，意思就是最小系統只要晶片接上電源就能運作！

不過為求單機計時精準，還是先把和003Clock同一顆的有源震盪器給畫上去了，畢竟±1%的話積少成多，一天86400秒最多可以落差到864秒 (約14分鐘)。當然，誤差也可以用GPS時間、Wi-Fi NTP或USB電腦連線來校正時間。

當初下訂時還在更小QFN33、QFN48掙扎著，不過看到QFN都沒有USB才作罷。不過雖然QFN封裝的NUC1263沒有USB，取而代之的是DDR5 SPD Hub (SPD5)，應用在DRAM模組可以直接將SPD接到NUC1263，就不用額外一顆SPD晶片，內建I3C和ARGB LED介面LLSI，簡直就是電競記憶體的完美方案。

已經可以理解NUC1263是為電腦周邊推出的MCU，QFP封裝用在需要USB介面的鍵盤、滑鼠、耳麥等；QFN封裝適合用在DDR5記憶體模組。

題外話，這兩天還發現新唐M2A23同樣也有LLSI，同樣也是5V Cortex-M23，且支援3組CAN FD，工作溫度可以耐到125°C，看來是針對車用市場所推出的MCU。

ARGB七段顯示器

好了不瞞了，同學塞給我的神奇產品是他們新開發的ARGB七段顯示器，億光ELSS-4X6RGBWA/T2/S290-C，裡面a~g及小數點是由8顆串在一起的ARGB LED組成，使用時只要接好電源，從一條DIN輸入信號，即可控制顯示器每一段的色彩、亮度！與新唐NUC1263搭配使用，來看看能做出什麼漂亮的效果！

不過很奇怪的是，ELSS-4X6RGBWA/T2/S290-C竟然沒將DOUT拉出，真不知道當初設計時是怎麼想的 … 還好NUC1263支援6組LLSI，正好能將拿到的6個ARGB顯示器樣品全部都點亮。考量到之後可能會出DOUT拉出的版本，電路預先把串接的部分畫上了，到時候從韌體將MCU IO設成輸入模式，就能用相同的電路直上有DOUT的型號。

電路板設計

這次預計是要把電路板放進一個玻璃試管當中，所以做成瘦長的外型，這個靈感來自IV-18 VFD，希望成品是有一種晶瑩剔透、精緻的感覺。

Layout基本上就掌握一個原則：一面盡量只走一個方向。可以發現正面幾乎都是縱向、背面幾乎都是橫向。


新唐MCU的電路怎麼設計？

有很多人曾經來問我「丹丘，你畫電路時怎麼知道哪裡要接哪裡？」，除了活用電學知識之外，我的建議還是去看晶片和開發板的手冊，新唐手冊都說明得很完整。

新唐MCU手冊大多都有2份，DS (Data Sheet)和TRM (Technical Reference Manual)，以NUC1263為例是這兩份檔案：

https://www.nuvoton.com/export/resource-files/en-us--DS_NUC1263_Series_EN_Rev1.01.pdf

https://www.nuvoton.com/export/resource-files/en-us--TRM_Nuc1263_Series_EN_Rev1.01.pdf

DS (Data Sheet)的內容是晶片接腳、封裝以及周邊功能；TRM (Technical Reference Manual)除了上述內容之外，還會將每個周邊的暫存器列出，並將詳細使用方式說明清楚。可以發現TRM的內容多了很多，我自己無論是電路設計或是寫韌體，幾乎都是直接看TRM。

不過DS裡面還是有TRM沒記載的內容：8 ELECTRICAL CHARACTERISTICS，裡面有電源電壓電流、IO性能，例如要確認IO的驅動能力、內建震盪器的精準度，我就會去看DS。

新唐MCU應用電路設計指南

其中手冊的7 APPLICATION CIRCUIT裡面就會有應用電路的說明，包含電源和周邊電路。原則上會要求在電源電路加一堆不同容值的電容，可以視為這是新唐工程師驗證過，能滿足各種嚴苛的運作條件的電路。

在自己的電路就可以視情況增減了，像我自己若是做玩具偷懶，有時候就全部都用100 nF或1 uF的電容，實際上也都穩穩的運作。

另外也推薦看一下開發板的電路圖，畢竟這已經是做出來實際會動的電路，可以用來確認、比對自己的想法對不對。開發板的電路圖會在開發板手冊的末段：

https://www.nuvoton.com/export/resource-files/en-us--UM_NuMaker-NUC1263SD_EN_Rev1.00.pdf

用新唐工具包NuTool-PinConfigure協助規劃MCU腳位

現在新出的晶片功能都越來越多，有時候一支IO可以透過暫存器切換，支援數十種功能，光從TRM裡面的表格查看編排每個IO實在非常吃力。新唐出了一個好用的工具NuTool-PinConfigure，在圖形介面上動動滑鼠點一點，就可以編排每個IO的功能。

由於是web base的軟體，所以有單機版也有網頁版的：

https://opennuvoton.github.io/NuTool-PinConfigure/

其他工具也可以從新唐的官網找到，有機會的話會再來介紹：

https://www.nuvoton.com/tool-and-software/software-tool/general/nutool/

當然新唐的資源也會在Github妥妥的放好：

https://github.com/OpenNuvoton/Nuvoton_Tools?tab=readme-ov-file

總之電路板送出去了，期待下週收到的成果囉！




留言

張貼留言

這個網誌中的熱門文章

無法被取代的指針型三用電表（一）：前言

圖片
隨著電子電路、積體電路製造技術提升，數位電表已經廣泛在市場中出現，同時一機也不再是三種用途了。現今的數位電表可能還有真實有效值量測、電容、頻率、工作周期，甚至電感、資料紀錄等，儘管數位電表擁有這麼多先進的功能，我認為指針電表仍有他無法取代的特性。 先在這邊告訴大家哪些是指針電表能做到、數位電表做不到的事情，稍待解釋為甚麼。 1. 判斷MOSFET、BJT的極性(N channel, P channel或NPN, PNP)與腳位(G, D, S或E, C, B) 2. 測量稽納二極體的電壓 3. 測量發光二極體的順向導通電壓及電流 4. 判斷變壓器的好壞 前三項其實都歸功於指針電表歐姆檔輸出電壓與電流夠高， X1~X1000的檔位使用的是兩顆三號電池串聯成3V的電源，X10K的檔位則是由9V方形電池與兩顆串聯的三號電池所構成的12V電源，如此高的電壓足夠讓半導體高參雜的接面崩潰，因此能夠判斷BJT的腳位或者測量稽納二極體與發光二極體的電壓。另外，MOSFET 閘極的臨界電壓(Vth)也差不多要3至10伏特才能讓洩極與源極導通。然而數位電表歐姆檔開路電壓約只有2伏特。 第四項，由於數位電表歐姆檔不具備歸零功能，探棒線材本身的內阻、探針的氧化在測量線圈電阻極低的變壓器都是一種誤差，使用數位電表將難以判斷是變壓器線圈的內阻還是線材與探針的電阻。使用指針電表就可以透過歸零的功能補償誤差，而且指針些微的變化人眼都能夠分辨出來。 我很推薦得益DE-965TRn這一款指針電表，得益是一間台灣專門製造各種儀表的公司，產品包含數位電表、指針電表、溫溼度計、表頭、分流器、比流器等，並且有幫國際知名廠牌代工(如HIOKI, KING TONY等) 。DE-965TRn則是採用日本原裝進口TAUT BAND雙懸吊機心，阻尼、抗震能力、精準度、誤差均會比一般的產品來得好，值得一提的是它內建比流器，與其他的指針電表不同，他能夠測量AC電流。 我人生第一台指針電表是HA-380功能與這台電表相似，約莫用了七年因為電池槽、探棒插孔接觸不良等問題又再買一台新的HA-380，沒想到品質沒有上一台好兩三年後又換了一台。到了第三台更慘，不到一年就不想用了。最後發現得益這家電表廠商很可靠，於是多花了一點買DE-965TRn，果然是一分錢一分貨。探棒跟插座均有電鍍處理可以避免氧化，電...
閱讀完整內容 »

關於新唐科技NuMicro ISP的介紹和使用方式

圖片
2025.03.07 更新 新貼出了一篇文章，內容、操作步驟比較完整，敬請參考。 不用燒錄器也能更新韌體 - In-System Programming (ISP) 、 NuMicro ISP Programming Tool 目前新唐科技主流的幾款微控制器均支援ICP、ISP及IAP三種燒錄方式，本文主要介紹NuMicro ISP的使用方式並實作。在這之前讓我們先來了解以上三種燒錄方式的差異，但不同的微控制器設計製造商可能對這些名詞有不同的定義。 ICP全稱為"In circuit programming"中文為"在電路上燒錄程式"，意思上就是該單晶片可以在工作電壓之下直接進行燒錄。早期的單晶片的程式記憶體為EPROM，更新程式前必須從電路中拔下來以紫外線清洗機將舊有的程式給清除乾淨，再插上燒錄器燒上新的程式。新一點的單晶片(如89C51)內部的程式記憶體為EEPROM，抹除及燒錄需使用12V高壓來進行，雖然可透過電氣的方式抹除舊有的程式並燒錄，但工作電壓5V依然需將其從電路中拔下來。這兩種燒錄方式在開發上都會造成不方便。而近期所出的單晶片則使用Flash Memory作為程式記憶體，能夠在工作電壓下直接進行讀寫、抹除故稱為"In circuit programming"。 ISP全稱為"In system programming"中文為"在系統上燒錄程式"，此種燒錄方式是透過微控制器內部的程式對該程式以外的記憶體進行更新，通常會將一段更新用的程式碼放在程式記憶體的開頭或者特定的區塊，我們稱作為Bootloader。以新唐的微控制器舉例，記憶體主要分為LDROM和APROM，LDROM容量不大通常只有4KB，只擺一支小程式讀取UART、USB或其他通訊界面傳進來的的資料，並將這些資料存入APROM以達到更新的目的。所以這種燒錄方式只要在第一次透過燒錄器將Bootloader存入LDROM，往後使用者若要更新程式只要透過UART或者USB即可，無須再使用燒錄器。這個做法就跟Arduino UNO一樣透過Bootloader從UART進行軟體的更新。 #題外話 講到在這邊跟大家分享，我一位教微控制器實習的大學老師，自己設計了一塊課堂要使用的8051開發...
閱讀完整內容 »

新唐火神板開箱實作（一）：NuMaker-Volcano與NuEclipse IDE入門篇

圖片
一、前言      其實早在約兩年前（2018年）新唐科技就推出自家基於Eclipse的IDE，名為NuEclipse。它支援新唐Cortex-M系列微控制器，並包含OpenOCD可以直接在IDE內進行燒錄與debug，支援Windows與Linux作業系統，功能與業界常用的Keil MDK非常相似且可以免費使用。      最近新唐新推出一顆有CAN的便宜MCU，M0A23已經被我搶先拿到開發板了，也剛好有在做車用相關的專案。許多人都有問過我怎麼使用NuEclipse，這回我們就以CAN通訊為實驗主題，分個三到四篇寫一系列的NuEclipse的入門文章。我們拿到的NuMaker-Volcano上面是新唐M0A23EC1AC，是一顆Cortex-M0、32KB Flash、4KB SRAM的微控制器。內建48MHz的振盪器，在多數情況下無須外加石英晶體，讓TSSOP28的封裝擁有26個I/O。      順帶一提，新唐目前有和ARM簽約，只要是使用新唐Cortex-M0和M23的微控制器，也能免費、無限制的使用Keil MDK。細節可以參考新唐與MDK的網站。 https://www.nuvoton.com/tool-and-software/ide-and-compiler/ https://www2.keil.com/nuvoton/M0-M23 二、準備工作 下面這些東西會在接下來的幾篇文章中用到。      1. 硬體          1. 新唐NuMaker-Volcano開發板           2. CAN Transceiver (我是用 TI TCAN1042V-Q1 ，他的CAN bus 5V與數位信號的VIO是分開的)           3. Kvaser Leaf Light HS V2 (USB to CAN adapter，也可以用另一塊開發板收發CAN資料)      2. 軟體   ...
閱讀完整內容 »