STM32 로봇 보드 핀 매핑 전략 — Teensy에서 STM32로

로봇 보드 핀 매핑 전략

Teensy 4.1에서 STM32H743으로의 핀 매핑 비교도

7.1 핀 배치 원칙

1. AF 충돌 방지: 하나의 핀에는 하나의 AF만 사용 가능
2. 전원/그라운드 확보: LQFP-100의 18개 전원 핀 모두 적절히 연결
3. 노이즈 분리: ADC 입력 핀은 고속 디지털 신호(CAN, SPI)와 물리적으로 분리
4. 디버거 보호: PA13 (SWDIO), PA14 (SWCLK)는 절대 다른 용도로 사용하지 않음
5. 미사용 핀 처리: Analog 모드 (소비전류 최소화) 또는 Output Low로 설정
6. BOOT0 핀: GND에 연결 (일반 부트 = Flash에서 실행)

7.2 Teensy → STM32 핀 매핑 테이블

현재 Board.h의 Teensy 4.1 핀 설정을 STM32H743VITx로 매핑한 최종 테이블:

통신 페리페럴

기능	Teensy 핀	STM32 핀	AF	페리페럴	비고
CAN TX	22	PD1	AF9	FDCAN1_TX	모터 CAN 버스
CAN RX	23	PD0	AF9	FDCAN1_RX	모터 CAN 버스
IMU UART RX	16 (RX4)	PD9	AF7	USART3_RX	IMU 데이터 수신
IMU UART TX	N/C	PD8	AF7	USART3_TX	(디버그 겸용 가능)
SPI SCK	(implicit)	PA5	AF5	SPI1_SCK	Coms MCU 통신
SPI MOSI	11	PB5	AF5	SPI1_MOSI	PA7은 ADC용으로 보존
SPI MISO	(implicit)	PB4	AF5	SPI1_MISO	PA6은 ADC용으로 보존
SPI CS	10	PA15	GPIO	—	소프트웨어 CS
SPI IRQ	34	PE0	GPIO	EXTI0	인터럽트 입력
SPI RST	4	PE1	GPIO	—	Coms MCU 리셋
Serial TX	1	PA9	AF7	USART1_TX	(디버그/PC 통신)
Serial RX	0	PA10	AF7	USART1_RX	(디버그/PC 통신)

아날로그 입력 (ADC)

기능	Teensy 핀	STM32 핀	채널	페리페럴	비고
토크센서 Left	A16	PA0	IN0	ADC1	로드셀 L
토크센서 Right	A6	PA3	IN3	ADC1	로드셀 R (PA6 대신 PA3)
각도센서 Left	A13	PC3	IN13	ADC1	좌측 발목 각도
각도센서 Right	A12	PC2	IN12	ADC1	우측 발목 각도
Maxon 전류 Left	(maxon_current)	PA1	IN1	ADC1	좌측 모터 전류
Maxon 전류 Right	(maxon_current)	PA2	IN2	ADC1	우측 모터 전류
(예비 1)	—	PC4	IN14	ADC1	확장용
(예비 2)	—	PC5	IN15	ADC1	확장용

PWM 출력

기능	Teensy 핀	STM32 핀	AF	페리페럴	비고
Maxon PWM Left	(maxon_ctrl_L)	PE9	AF1	TIM1_CH1	좌측 모터
Maxon PWM Right	(maxon_ctrl_R)	PE11	AF1	TIM1_CH2	우측 모터

GPIO 출력

기능	Teensy 핀	STM32 핀	설정	비고
Status LED Red	14	PB0	Output PP, Low Speed	RGB LED
Status LED Green	25	PB1	Output PP, Low Speed	RGB LED
Status LED Blue	24	PB2	Output PP, Low Speed	RGB LED
Sync LED	15	PB10	Output PP, Low Speed	동기화 LED
Motor Stop	9	PC6	Output PP, Pull-Down	긴급 정지
Motor Enable L0	28	PD3	Output PP, Pull-Down	좌측 관절 0
Motor Enable L1	29	PD4	Output PP, Pull-Down	좌측 관절 1
Motor Enable R0	8	PD5	Output PP, Pull-Down	우측 관절 0
Motor Enable R1	7	PD6	Output PP, Pull-Down	우측 관절 1
Sync Default	5	PC7	Output PP	동기화 기본
Speed Check	33	PC8	Output PP	속도 측정용 토글 핀

GPIO 입력

기능	Teensy 핀	STM32 핀	설정	비고
Maxon Error Left	(maxon_err_L)	PE2	Input, Pull-Up	에러 감지 (액티브 로우)
Maxon Error Right	(maxon_err_R)	PE3	Input, Pull-Up	에러 감지 (액티브 로우)

시스템 핀 (변경 불가)

기능	STM32 핀	비고
SWDIO (디버거)	PA13	절대 변경 금지
SWCLK (디버거)	PA14	절대 변경 금지
HSE 크리스탈 IN	PH0 (pin 12)	8MHz 크리스탈
HSE 크리스탈 OUT	PH1 (pin 13)	8MHz 크리스탈
NRST	pin 14 (NRST)	리셋 버튼
BOOT0	pin 94	GND 연결 (Flash 부트)

7.3 AF 충돌 검증

위 매핑에서 주요 충돌 해결 사항:

문제	원인	해결
PA6을 ADC와 SPI1_MISO에 동시 사용 불가	AF 충돌	SPI1_MISO를 PB4 (AF5)로 이동
PA7을 ADC와 SPI1_MOSI에 동시 사용 불가	AF 충돌	SPI1_MOSI를 PB5 (AF5)로 이동
PA1을 ADC(전류센싱)와 UART4_RX에 동시 불가	AF 충돌	IMU UART를 USART3 (PD8/PD9)로 변경
PA6을 토크센서 R ADC로 사용 시 SPI 불가	AF 충돌	토크센서 R을 PA3 (ADC1_IN3)로 이동

7.4 핀 사용 현황 요약

포트	사용된 핀	미사용 핀	비고
GPIOA	PA0-5, PA9-10, PA13-15	PA6-8, PA11-12	PA11/12는 USB용으로 예비
GPIOB	PB0-2, PB4-5, PB10	PB3, PB6-9, PB11-15	여유 있음
GPIOC	PC2-8	PC0-1, PC9-13	PC13은 WKUP 가능
GPIOD	PD0-1, PD3-6, PD8-9	PD2, PD7, PD10-15	여유 있음
GPIOE	PE0-3, PE9, PE11	PE4-8, PE10, PE12-15	여유 있음

총 사용 핀: 약 40개 / 여유 핀: 약 36개 — 향후 확장 충분

7.5 핀맵 문서화

최종 확정된 핀 매핑은 templates/hardware_pinmap_template.md 양식에 맞춰 Documentation/Hardware/AR_Walker_STM32_Pinmap.md로 작성한다.

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