给大家推荐一款适用于电赛的微处理器最小系统板

　　本文推荐的最小系统板，如果在电赛中用上且赛后在电子森林网站分享自己的作品，可以获得全额退款 - 最小系统板的价格低于一颗STM32F103芯片。

　　同往年的国赛一样，昨天公布的电赛器件清单里仍然还是三款跟控制器/处理器相关的器材：

　　嵌入式开发系统板

　　TI MCU系统板 - 毕竟TI是赞助商，有一道题目中指定要用到TI的产品

　　微处理器最小系统板

　　不谈TI的MCU系统板，那还有嵌入式开发系统板和微处理器最小系统板，从纸面上理解，这二者还是有一定的差异的，前者是个完整的系统，按键、显示屏、网络接口等一应俱全，功能比较齐全，只需要编程使用即可，后者可以作为一个核心控制模块使用，通过各种方式连接各种外设，比如器件清单中列出来的一些液晶显示屏、数码管、继电器、传感器等。虽然前者也能连接，但最小系统可以更灵活、高效。

　　比较好的方式显然是自己基于最小系统板搭配各种模块来进行组合，能够在全功能和灵活性上兼顾。

　　回望过去20年的10届电赛题目中，80%的题目中都会用到微控制器，也就是我们常说的MCU，用以对题目中的参数进行设置、控制、以及信息的显示。控制类的题目自不必说，获取传感器的信息，通过一系列的算法再输出信号控制外部的器件，即便电源类、信号类、通信类的题目也无不用到MCU。

　　所谓的最小系统，也就是围绕着一颗核心的控制器芯片（目前一般为基于Arm Cortex M系列），搭配上复位、时钟产生、内核和IO供电这些必须的功能，有的板上配置了下载器的功能，再通过插针或邮票孔焊盘做更多的功能扩展。这样的好处是可以根据应用的场景进行灵活、高效地搭配，可以用面包板快速验证、也可以用自己画的电路板来稳定工作。如下图基于LPC824的最小系统板。

　　无论是ST的STM32还是NXP的LPC系列MCU，其内核差异不大，器件内集成的功能也大同小异，不同的器件主要的区别在于运行的速度、SRAM的大小以及内置的协处理功能。不过对付电赛这种以考察基础知识和核心技能的应用，M0/M0+的内核应该都能对付了。这些控制器内部都集成有多路共享使用的高分辨率（一般为12位）、至少1Msps左右的ADC，能够对100KHz（还可以更高一些，取决于应用场景）以内的模拟信号进行量化进而通过程序进行处理。有的器件内部有DAC，多数的MCU内部没有DAC，但也可以通过PWM + RC低通滤波器的方式得到100KHz以内的模拟信号。

　　最小系统最常接的外设就是按键和LCD/OLED屏（通过I2C或SPI），用以输入控制和信息的显示，再加上传感器（通过I2C）和对电机/开关的控制，配以控制算法，就能够满足多数的应用场景。

　　上面的简易示波器套件，就是基于LPC824最小系统/STM32G031最小系统扩展制作的。5个按键用以参数的输入以及菜单的控制，128*64的OLED显示屏可以显示参数、波形等，板上的麦克风放大电路将采集到的音频信号送到最小系统里的ADC进行模数变换，并通过FFT对采集到的波形进行频谱分析、频率测量等。板上的AUX输出信号可以以数字的方式控制外部的开关、电机、LED等，也可以加上RC低通滤波生成任意波形，包括直流电压。仅仅16个管脚的最小系统，利用其上的14根管脚就可以灵活地支持各种应用。

　　灵活使用MCU内部的ADC（信号采集）和PWM（信号产生）的功能可以做出很多用复杂的模拟电路才能实现的功能，而且具有非常高的稳定性、可靠性、灵活性，比如下面的元器件特性测试仪。

　　这款多功能元器件特性测试仪，通过编程就可以完成对外接元器件 - 电阻、电容、二极管、三极管、场效应管等多种器件的自动判断和值的测量。

　　基于LPC824和STM32G031的核心模块都以16Pin 带邮票孔的封装形式，简单、易用，可以直接焊接在自己的电路板上，从而保证更高可靠性；这些模块不仅可以通过USB进行程序的下载更新，还通过板上的LDO产生3.3V的电压给其它电路供电。

　　由于多数同学对STM32的系统比较熟悉，网上有非常丰富的设计资源，因此给大家重点推荐我们硬禾学堂设计的STM32G031最小系统核心板，你可以把它当成一个最小系统“器件”使用，完整的系统其价格（59元）比购买一颗STM32芯片还低。

　　主要的特点：

　　基于ST的STM32G031

　　64MHz Arm Cortex M0+内核

　　通过USB供电、配置、UART通信

　　最多18个数字I/O、最多6路模拟输入

　　12位/2.5Msps 串行ADC

　　丰富的开源参考案例代码 - 示波器、FFT频谱分析、元器件特性测试

　　编辑：jq