手把手教你用全志XR32芯片DIY一个自己的开发板（一：电路与PCB绘制）

阿志小管家

发布于 2024-02-02 16:22:01

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发布于 2024-02-02 16:22:01

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XR32

【XR32】：完整型号【XR32F429】

是全志推出MCU芯片，听名字就知道，对标的是某tm/某sp32，可以用来做各自小板子、小车车、小电子设备、实验装置等等等

XR32F429 基于主频最高可达 192MHz 的高性能 ARM Cortex-M4F 32 位 RISC 内核。 Cortex-M4F 内核具有一个浮点单元 (FPU) 单精度，它包含所有 ARM 单精度数据处理指令和数据类型。它还实现了一个内存保护单元 (MPU)，可实现应用程序安全性。它支持集成的 832KB SRAM 和 2MB 闪存 ROM。它还包括许多外设，包括 UART、TWI、SPI、I2S、DMIC、PWM、IrDA (T/R)、CSI、SDIO 和辅助 ADC。

The XR32F429 devices are based on the high-performance ARM Cortex-M4F 32-bit RISC core operating at frequency up to 192MHz. The Cortex-M4F core features a Floating Point Unit (FPU) single precision which all ARM single-precision data-processing instructions and data types. It also implements a memory protection unit (MPU) which enables application security. It supports an integrated 832KB SRAM and 2MB Flash ROM. It also includes many peripherals, including UART, TWI, SPI, I2S, DMIC, PWM, IrDA (T/R), CSI, SDIO and auxiliary ADC.

芯片特性

集成高性能ARM Cortex-M4F内核，并配备832KB SRAM和16Mbit Flash
集成硬件加解密引擎，保障数据传输与存储的安全
集成度高，集成UART，SPI，I2C，PWM，ADC，SDIO，IrDA，I2S，DMIC，CSI等丰富的接口
平台
- ARM Cortex-M4F内核，最高192MHz运行频率
- 内置832KB SRAM
- 支持低功耗RTC模式
- 集成2Kbit efuse
- 6mm x 6mm 52pin QFN封装
加解密引擎
- 支持AES ECB/CBC/CTR，128/192/256位秘钥
- 支持DES/3DES
- 支持MD5/SHA/SHA256/CRC16/CRC32/PRNG
外设
- 2路SPI，3路UART，2路I2C，1路SDIO，IrDA
- 8路PWM，8路ADC，GPIO若干
- 1xI2S，1xDMIC，1xCSI
电源
- 单电源输入，宽电压范围2.7V-5.5V支持
- 集成200mA 3.3VLDO，可用于外设供电
- 内置DC-DC和LDO供内部电路使用
- 支持低电检测
- 支持系统关机/休眠状态唤醒
时钟
- 24MHz XTAL
- 32768低频时钟
其他
- 工作温度-40~85℃，存储温度-40~135℃
- ESD HBM ±4000V，CDM ±800V

楼主目前得到了XR32的全球独家权限，准备基于该芯片做一个开发板。所有软硬件将全部开源，方便后面的同学参考学习。

从0开设DIY一个自己的开发板，并适配代码让它跑起来，应该是每个嵌入式工程师入门的入门之路吧，希望大家通过跟着我们操作走一遍，可以摸清入门的路~ 楼主目前普通本科物联网专业大二在读，相信我能完成的内容各位同学们都能完成。

芯片框图：

硬件：

本项目将使用立创EDA进行进行原理图设计和PCB layout（因为它免费而且不用下载适合学生朋友使用） XR32的封装库后续会建好在立创EDA上直接开源，大家可以直接调用个人立创硬件开源平台主页：https://oshwhub.com/GloomyGhost

XR芯片后面会放到全志系的淘宝店上销售，价格人民币一位数。同时也准备放到立创商城，大家下单打板就能直接调立创商城里的货，这样就不用寄来寄去了（和立创商城的人沟通中）。

软件

使用全志官方支持的FreeRTOS系统，适配自己做的开发板，代码全部开源，github/gitee双边同步 github地址：https://github.com/YuzukiHD/XR32SDK gitee地址：https://gitee.com/GloomyGhost/xr32-sdk

芯片资料

XR32 datasheet:XR32F429C2_Datasheet_V1.2.pdf XR32 User_manual:XR32F429C2_User_Manual_V1.0.pdf

硬件参考资料

XR32参考设计原理图.7z XR32封装库.7z XR32参考设计原理图AD版本.zip XR32F429C2 LCEDA封装

项目计划

一个大概5cm*2cm的小型开发板
板载电源灯与点灯必备IO灯
板载USB转UART
一个复位按键一个下载按键
TF卡槽
SPI Flash
摄像头CSI的FPC接口
板形为通孔+邮票孔外围（差不多是这样↓）

电路设计

原理图设计

封装设计

首先设计XR32F429C2的原理图封装，封装已经上传立创eda，链接：XR32F429C2 LCEDA封装

绘制芯片外围电路

外围电路主要包括三部分

电源
退耦、滤波电容
辅助电路、时钟

首先来电源和电容

查阅芯片手册的Power Management章节，得知芯片内置了几路LDO，一路DCDC，只需要给芯片供电5V就可以使用了。

再参考一下EVB的电路设计

GPIO就先这样拉出来，不做细分处理。

对于时钟，查看数据手册Clock章节，有可以看到XR32F429有两个时钟，一个高速时钟一个低速时钟。

其时钟控制图框如下。可以看到低速时钟有两个时钟源，一个内置RC震荡电路，一个外部晶振。因为低速时钟为32.768k正好是2的15次方，其主要是给系统RTC与低功耗模式使用的，对RTC或者对低功无需求可以舍去低速晶振。高速时钟支持24MHz, 26Mhz, 40MHz 或者 52MHz 的晶振。这里就选择24MHz的2016封装的晶振（正好全志的大部分Linux芯片也是24MHz）。