ST UM2135 Manuel utilisateur

December 2021 UM2135 Rev 2 1/43

UM2135

User manual

Discovery kit with STM32F413ZH MCU

Introduction

With the STM32F413 Discovery kit (32F413HDISCOVERY), users develop applications

easily on the STM32F4 Series high-performance microcontrollers based on Arm®

Cortex®-M4 core. The Discovery kit combines the STM32F413 features with 240×240 pixel

LCD with touch panel, LEDs, I2S audio codec, MEMS microphones, USB OTG FS,

Quad-SPI NOR Flash memory, and microSD™ card connector.

An embedded ST-LINK/V2-1 debugger/programmer is included. Specialized add-on boards

can be connected through the ARDUINO®Uno V3 or expansion connectors.

Pictures are not contractual.

Figure 1. 32F413HDISCOVERY board

(Top view with LCD)

Figure 2. 32F413HDISCOVERY board

(Bottom view with STM32F413ZHT6)

www.st.com

Contents UM2135

2/43 UM2135 Rev 2

Contents

1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1 Codification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3 Development environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1 System requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.2 Development toolchains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4 Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

5 Hardware layout and configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

5.1 32F413HDISCOVERY Discovery kit layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

5.2 Embedded ST-LINK/V2-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5.2.1 Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5.2.2 ST-LINK/V2-1 firmware upgrade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5.2.3 Power supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5.3 Programming/debugging when the power supply

is not from ST-LINK/V2-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5.4 Clock sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5.5 Reset sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5.6 Audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5.7 USB OTG FS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5.8 microSD™card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5.9 PSRAM memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5.10 Quad-SPI NOR Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5.11 Virtual COM port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5.12 LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.13 Capacitive control touch panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.14 Wi-Fi®802.11 b/g/n module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.15 Buttons and LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

6 Connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

UM2135 Rev 2 3/43

UM2135 Contents

6.1 ARDUINO®Uno V3 connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6.2 USB OTG FS Micro-AB connector CN17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

6.3 LCD connector CN16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

6.4 Touch panel connector CN10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6.5 microSD™connector CN1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.6 ST-LINK/V2-1 USB Micro-AB connector CN2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

6.7 TAG connector CN11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

6.8 Audio line output (green jack) connector CN5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

6.9 Extension microphone connector CN12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

6.10 Optional audio stereo speakers CN3 and CN4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

7 32F413HDISCOVERY board information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.1 Product marking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.2 32F413HDISCOVERY product history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.2.1 Product identification 32F413HDISCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.2.2 Product identification DK32F413H$AU1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

7.3 Board revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

7.3.1 Board MB1274 revision D-01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

7.3.2 Board MB1274 revision E-01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

7.3.3 Board MB1274 revision E-03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

7.3.4 Board MB1299 revision B-01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

7.3.5 Board MB1299 revision B-02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

7.3.6 Board MB1299 revision B-03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Appendix A 32F413HDISCOVERY I/O assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Appendix B Federal Communications Commission (FCC)

and Industry Canada (IC) Compliance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

B.1 FCC Compliance Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

B.1.1 Part 15.19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

B.1.2 Part 15.105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

B.1.3 Part 15.21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

B.2 IC Compliance Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

B.2.1 Compliance Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

B.2.2 Déclaration de conformité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Contents UM2135

4/43 UM2135 Rev 2

Appendix C CISPR32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

C.1 Warning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

UM2135 Rev 2 5/43

UM2135 List of tables

List of tables

Table 1. List of available products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Table 2. Codification explanation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Table 3. ON/OFF conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Table 4. Assignment of the control ports to the LED indicators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Table 5. Pinout of the ARDUINO®connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Table 6. USB OTG Micro-AB pinout (front view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Table 7. USB OTG FS power management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Table 8. Pinout of the LCD connector. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Table 9. Backlight power management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Table 10. Pinout of the touch panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Table 11. Pinout of the microSD™ connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Table 12. USB Micro-AB connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Table 13. Pinout of the TAG connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Table 14. Audio jack connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Table 15. Extension microphone connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Table 16. 32F413HDISCOVERY I/O assignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Table 17. Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

List of figures UM2135

6/43 UM2135 Rev 2

List of figures

Figure 1. 32F413HDISCOVERY board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Figure 2. 32F413HDISCOVERY board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Figure 3. Hardware block diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 4. 32F413HDISCOVERY Discovery kit (top side). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Figure 5. 32F413HDISCOVERY Discovery kit (bottom side). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 6. USB composite device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Figure 7. JP3: 5V_ST_LINK selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Figure 8. JP3: 5V_ARD selection from CN7 (VIN_5V_ARD). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Figure 9. JP3: 5V_USB_FS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Figure 10. JP3: 5V_USB_CHARGER selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Figure 11. Wi-Fi®module. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 12. ARDUINO®connector (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 13. USB OTG FS Micro-AB connector (front view). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 14. LCD connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 15. Touch panel connector pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figure 16. microSD™connector (front view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figure 17. USB Micro-AB connector (front view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 18. TAG connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figure 19. TC2050-IDC-NL cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figure 20. Audio jack connector (front view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figure 21. Extension microphone connector (front view). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

UM2135 Rev 2 7/43

UM2135 Features

1 Features

•STM32F413ZHT6 microcontroller with 1.5 Mbytes of Flash memory and 320 Kbytes of

SRAM, in an LQFP144 package

•240x240-pixel LCD with a parallel interface and capacitive touch panel

•Integrated Wi.Fi®module (802.11 b/g/n compliant)

•USB OTG FS

•I2S audio codec

•Stereo digital ST-MEMS microphones

•8-Mbit 16-bit wide PSRAM

•128-Mbit Quad-SPI NOR Flash memory

•2 color user LEDs

•User and reset push-buttons

•Board connectors:

–microSD

™card

– User USB with Micro-AB

– Jack for audio line with microphone input and stereo output

– Expansion connector to embedded MEMS microphone daughterboard featuring 5

MEMS microphones

– ARDUINO®Uno V3 expansion connectors

•Flexible power-supply options: ST-LINK USB VBUS, user USB FS connector, or

external sources

•Comprehensive free software libraries and examples available with the STM32Cube

MCU Package

•On-board ST-LINK/V2-1 debugger/programmer with USB re-enumeration capability:

mass storage, Virtual COM port, and debug port

•Support of a wide choice of Integrated Development Environments (IDEs) including

IAR Embedded Workbench®, MDK-ARM, and STM32CubeIDE

2 Ordering information

To order the 32F413HDISCOVERY Discovery kit, refer to Table 1. For a detailed

description, refer to its user manual on the product web page. Additional information is

available from the datasheet and reference manual of the target microcontroller.

Table 1. List of available products

Order code Board reference Target STM32

STM32F413H-DISCO MB1274(1)

MB1299(2)

1. Mother board

2. MEMS microphone daughterboard

STM32F413ZHT6

Ordering information UM2135

8/43 UM2135 Rev 2

2.1 Codification

The meaning of the codification is explained in Table 2.

Table 2. Codification explanation

STM32F4XXY-DISCO Description Example: STM32F413H-

DISCO

STM32F4 MCU series in STM32 32-bit

Arm Cortex MCUs STM32F4 Series

XX MCU product line in the series STM32F413

YSTM32 Flash memory size:

H for 1.5 Mbytes 1.5 Mbytes

DISCO Discovery kit Discovery kit

UM2135 Rev 2 9/43

UM2135 Development environment

3 Development environment

The 32F413HDISCOVERY Discovery kit runs with the STM32F413ZHT6 32-bit

microcontroller based on the Arm®(a) Cortex®-M4 core.

3.1 System requirements

•Multi-OS support: Windows®10, Linux®(b) 64-bit, or macOS®(c)(d)

•USB Type-A or USB Type-C®to Micro-B cable

3.2 Development toolchains

• IAR Systems®- IAR Embedded Workbench®(e)

• Keil®- MDK-ARM(e)

• STMicroelectronics - STM32CubeIDE

4 Conventions

Table 3 defines some conventions used in the present document.

a. Arm is a registered trademark of Arm Limited (or its subsidiaries) in the US and/or elsewhere.

b. Linux is a registered trademark of Linus Torvalds.

c. macOS is a trademark of Apple Inc. registered in the U.S. and other countries.

d. All other trademarks are the property of their respective owners.

e. On Windows®only.

Table 3. ON/OFF conventions

Convention Definition

Jumper JPx ON Jumper fitted

Jumper JPx OFF Jumper not fitted

Jumper JPx [1-2] Jumper fitted between Pin 1 and Pin 2

Solder bridge SBx ON SBx connections closed by solder

Solder bridge SBx OFF SBx connections left open

Resistor Rx ON Resistor soldered

Resistor Rx OFF Resistor not soldered

Hardware layout and configuration UM2135

10/43 UM2135 Rev 2

5 Hardware layout and configuration

The 32F413HDISCOVERY Discovery kit is designed around the STM32F413ZH (144-pin in

LQFP package). The hardware block diagram (see Figure 3) illustrates the connection

between the STM32 and the peripherals (PSRAM, Quad-SPI Flash memory, LCD

connector, USB OTG connectors, USART, Audio, microSD™card, ARDUINO®Uno V3

shields, and embedded ST-LINK/V2-1). Refer to Figure 4 and Figure 5 to locate these

features on the 32F413HDISCOVERY board.

Figure 3. Hardware block diagram

MSv43379V2

STM32F413ZHT6

OSC_32

SWD

3.3 V

Power supply

32 KHz crystal

ST-LINK/V2-1

Capacitive

multi-point

touch screen

USB OTG FS

Micro-AB connector OTG FS

8-Mbit PSRAM FSMC

LCD DSI connector

QSPI

128-Mbit

Quad-SPI Flash

VCP

UART

ARDUINO®Uno V3

connectors

GPIOs

802.11 b/g/n

Wi-Fi®module

SPI

microSD™

card connector SDMMC

OSC_IN

Data

Address

8 MHz

Control

I2CFMP

GPIO User interface

2x LEDs

User interface

Reset and wake-up

push-buttons

GPIO

I2SAudio DAC and

amplifier

Stereo jack

Line out / microphone in

DFSDM

External

STM module

for up to 5

microphones

Switch

Table des matières

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Lantronix

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NEC 78GK0S/K 1+ Series Instructions d'installation et d'utilisation

Mikroe

Mikroe SEMITECH N-PLC Click Instructions d'installation et d'utilisation

Intel

Intel Agilex Manuel utilisateur

Cypress

Cypress CY4607 HX2VL Manuel utilisateur

DIGITAL-LOGIC

DIGITAL-LOGIC MICROSPACE Manuel utilisateur

Texas Instruments

Texas Instruments TMS320F2837 D Series Manuel utilisateur

CYPRES

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