Evaluation STM32H7

Armin Rohnen, 04.08.2026
Umstellung auf STM32H753ZI - Definitionen

Für die Umstellung der Steuerungselektronik auf eine Steuerungsplatine mit einer STM32H753 MUC und je Brühgruppe eine integrierte Display-MCU-Einheit wurden aus den vorhandenen Platinen der Multi-MCU-Steuerung zwei Prototypensteuerungen erstellt. Diese dienen zur Programmierung und für die erforderlichen Testst der Steuerungsfunktionalität. Die Belegung der Anschlussstecker ist daher identisch zu der Multi-MCU-Steuerung und soll bei der finalen Steuerungsplatine weitestgehend übernommen werden.

Für die Programmierung endscheident ist die PIN-Belegung des Nucleo STM32H753ZI Boards. Verwendet werden die bereits durchkantaktierten ZIO-Stecker CN/, CN8, CN9 und CN10. Die angaben in Klmmern () werden für die zweigruppige Variante benötigt und sind aus diesem Grund vorgehalten, sind aber in den Testprototypen nicht umgesetzt. Die Pinbelegung befindet sich etwas anders aufbereitet nochmals in der Systemelektronik.

PIN Finktionalität SMT32H753ZI - ZIO CN7

Bemerkung	Belegung	Nutzung	Name	PIN	PIN	Name	Nutzung	Belegung	Bemerkung
DIG_A-	Dosierventil 1. BG A-	I/O	D16	1	2	D15	I/O	Dosierventil 1. BG A+	DIG_A+
DIG_B-	Dosierventil 1. BG B-	I/O	D17	3	4	D14	I/O	Dosierventil 1. BG B+	DIG_B+
		I/O	D18	5	6
FUELL1	Tank Füllstand min.	I/O	D19	7	8
		I/O	D20	9	10	D13	DAC	(Pumpe 2. BG)	DAC(2), 0 ... 3,3 V
FUELL2	Tank Füllstand max.	I/O	D21	11	12	D12	ADC	Brühgruppendruck 1. BG	SIG7 0,5 ... 4,5 V, 0 ... 12 bar
FUELL3	Füllstand Abtropfschale	I/O	D22	13	14	D11	I/O	Heizelement 1. BG	D-SSR15, 8 Hz PWM
	(Boilerfüllstand 2. BG)	I/O	D23	15	16	D10	I/O	Heizelement Tassenwärmer	D-SSR16, 8 Hz PWM
DAC_PUMPE DAC(1), 0 ... 3,3 V	Pumpe 1. BG	DAC	D24	17	18	D9	I/O	(Heizelement 2. BG)	8 Hz PWM
FUELL4	Boilerfüllstand 1. BG	I/O	D25	19	20	D8	ADC	Boilerdruck	SIG5 0,5 ... 4,5 V, 0 ... 4 bar

PIN Finktionalität SMT32H753ZI - ZIO CN8

Bemerkung	Belegung	Nutzung	Name	PIN	PIN	Name	Nutzung	Belegung	Bemerkung
			NC	1	2	D43	I/O
			IOREF	3	4	D44	I/O
			NRST	5	6	D45	I/O
U+ für aktive Filter der Messplatine			3,3 V	7	8	D46	I/O
			5 V	9	10	D47	I/O
			GND	11	12	D48	I/O
			GND	13	14	D49	I/O
Spannungsversorgung 5 V			VIN	15	16	D50	I/O

PIN Finktionalität SMT32H753ZI - ZIO CN9

Bemerkung	Belegung	Nutzung	Name	PIN	PIN	Name	Nutzung	Belegung	Bemerkung
SIG8	Leitwert	ADC	A0	1	2	D51	USART_B_SCLK
SIG6 0,5 ... 4,5 V, 0 ... 16 bar	Leitungsdruck 1. BG	ADC	A1	3	4	D52	USART_B_RX	UART zu Display	Tx_D
SIG1, NTC	Boiler 1. BG	ADC	A2	5	6	D53	USART_B_TX	UART zu Display	Rx_D
SIG2, NTC	Brühgruppe 1. BG	ADC	A3	7	8	D54	USART_B_RTS
SIG3, NTC	Mischer 1. BG	ADC	A4	9	10	D55	USART_B_CTS
SIG4, NTC	Tassenwärmer	ADC	A5	11	12	GND
	(Y221)	I/O	D72	13	14	D56	I/O	(Dosierventil 2. BG A+)
	(Y222)	I/O	D71	15	16	D57	I/O	(Dosierventil 2. BG B+)
		I/O	D70	17	18	D58	I/O
		I/O	D69	19	20	D59	I/O
FLOWMETER	Flowmeter 1. BG	I/O	D68	21	22	D60	I/O	Flowmeter 2. BG
			GND	23	24	D61	ADC	(Leitungsdruck 2. BG)	0,5 ... 4,5 V, 0 ... 16 bar
CAN_RX		UART	D67	25	26	D62	ADC	(Noiler 2. BG)	NTC
CAN_TX		UART	D66	27	28	D63	ADC	(Brühgruppe 2. BG)	NTC
	(Dosierventil 2. BG A-)	I/O	D65	29	30	Dd64	I/O	(Dosierventil 2. BG B-)

PIN Finktionalität SMT32H753ZI - ZIO CN10

Bemerkung	Belegung	Nutzung	Name	PIN	PIN	Name	Nutzung	Belegung	Bemerkung
			AVDD	1	2	D7	I/O	Y101	D-SSR1
			AGND	3	4	D6	I/O	Y102	D-SSR2
			GND	5	6	D5	I/O	Y103	D-SSR3
0,5 ... 4,5 V, 0 ... 16 bar	(Brügruppendruck 2. BG)	ADC	A6	7	8	D4	I/O	Y104	D-SSR4
NTC	(Mischer 2. BG)	ADC	A7	9	10	D3	I/O	Y105	D-SSR5
U_FLOW	Durchfluss 0 ... 3 V, 0 ... 10 ml/s	ADC	A8	11	12	D2	I/O	Y106	D-SSR6
D-SSR7	Y107	I/O	D26	13	14	D1	UART	UART zu MS	Rx_MS
		I/O	D27	15	16	D0	UART	UART zu MS	Tx_MS
			GND	17	18	D42	I/O	Y108	D-SSR8
D-SSR9	Y109	I/O	D28	19	20	D41	I/O	Y110	D-SSR10
D-SSR11	Y111	I/O	D29	21	22	GND
D-SSR12	Y112	I/O	D30	23	24	D40	I/O	Y113	D-SSR13
D-SSR14	(Y214)	I/O	D31	25	26	D39	I/O	(Y215)
			GND	27	28	D38	I/O	(Y216)
U_PUMPE	N-Pumpe 0 ... 3 V, 0 ... 5000/min	ADC	D32	29	30	D37	I/O	(Y217)
LED 1			D33	31	32	D36	I/O	(Y218)
	(Y219)	I/O	D34	33	34	D35	I/O	(Y219)

Armin Rohnen, 22.03.2026
Problembeschreibung

Die aktelle Steuerungselektronik besteht aus den drei Platinen (und Mikrocontrollern) Basisplatine, Messplatine und SSR-Platine. Hinzu kommt noch mindestens eine weitere Platine in Verbindung mit dem Display und ggf. eine weitere zur Kommunikation über WLAN oder Bluetooth. Dies ergibt mindestens 4 Mikrocontroller im Gesamtsystem, welche kontinuierlich über UART miteinander Daten austauschen. Darunter auch zeit- und sicherheitsrelevante Informationen.

Warum sind es so viele Mikroconroller

Zu Beginn der Steuerungsentwicklung ergab sich aufgrund der Corona-Krise das Problem, dass Mikrocontroller-Board schwer verfügbar waren. In diesem Zeitraum ist mit dem Raspberry Pi Pico (RP2040) ein kostengünstiger und sehr gut verfügbarer Mikrocontroller in den Markt gebracht worden. Mit dieser MCU entwickelte sich auch die Idee die Steuerung mit MicroPython zu programmieren. Der Nachteil des RP2040 ist jedoch seine Baugröße, er verfügt über relativ wenige PINs und hat keinen programmierbaren DAC (digital analog converter) zur Sollsignalgenerierung. Im Zuge der Steuerungsentwicklung hat sich zudem herausgestellt, dass für die Spannungsmessung der Sensorsignale (Drücke und Temperaturen) eine 16Bit-Auflösung benötigt wird, um die angestrebte Genauigkeit erreichen zu können.

Alternativen

Gerade die Problematik mit der erforderlichen Auflösung von 16Bit für die Spannungsmessung der Druck- und Temperatursignale führt auf die STM32H7-MCU. Diese ist als NUCLEO STM32H753ZI relativ gut im Markt verfügbar. Allerdings gibt es hierzu kein evaluiertes MicroPython-Derivat.

Von einer weiteren Variante, dem NUCLEO STM32H743ZI2-Board sind im Labor 3 Stück verfügbar. Der Unterschied zwischen STM32H743ZI2 und STM32H753ZI ist die Krypto-Unterstützung im H753, welche gänzlich nicht benötigt wird. Darüber hinaus sind beide Boards PIN-gleich und grundsätzlich sollte das vorhandene 16Bit-ADC optimierte MicroPython-Derivat des STM32H743ZI2 auch auf dem STM32H753ZI funktionieren. Nur gesichert ist dies allerdings nicht. Das wäre zu überprüfen.

Allerdings würden für den aktuell anstehenden Bedarf an mximal 3 Systemsteuerungen, die vorhandenen drei STM32H743ZI2-Boards ausreichen.

Was zu tun ist

• Lauffähigkeit des 16Bit-ADC optimierten MicroPython-Derivat des STM32H743ZI2 auf dem STM32H753ZI
• Nutzbare ADC-PINs
• Nutzbare UART PINs
• Nutzbare PWM-Pins bzw. MicroPython-Algorithmus für 8 Hz PWM-Signal mit 0 bis 100% einstellbaren Tastverhältnis
• Nutzbare Dig-Out-PINs
• Nutzbare Dig-In-PINs

Die Überprüfung der PINs soll sich auf die bereits bestückten Kontaktleisten CN7, CN8, CN9 und CN10 beschränken. Nur wenn diese für die Anforderungen der Steuerungselektronik nicht ausreichen, darf auf die im Default unbestückten Kontaktleisten CN11 und CN12 ausgewichen werden.