STEP-HR03-U81 硬件手册

1 概述

小脚丫 STEP-HR03-U81 是一款基于京微齐力 HME HR 系列 FPGA 芯片的超小型开发板。大小只有 DIP-40 封装尺寸（52mm x 18mm），小巧灵活，可直接插入面包板或嵌入到其他系统中，方便快速搭建和验证电路。板上集成了按键、拨码开关、数码管、LED 等多种常用外设。同时，芯片的 36 个 I/O 引脚均通过 2.54mm 间距的排针和焊盘引出，扩展性强。下载方式直接通过U盘拖拽，极速编程，开发板会模拟一个虚拟 U 盘。用户只需将编程文件（.acf）拷贝至该 U 盘，即可自动完成程序的烧录与复位，操作简单快捷。编程文件（.acf）既可通过京微齐力官方提供的福晞® (Fuxi) EDA 软件产生，也支持线上平台（www.stepfpga.com）生成。

板载资源：

1 路Type - C USB接口；
2 位7段数码管；
2 个WS2812 RGB LED；
4 路拨码开关；
4 路按键；
8 路用户LED；
36 个用户可扩展I/O；
基于NXP LPC11U35编程器。

2 FPGA资源

小脚丫STEP-HR03-U81 开发板采用 HR03PN0U81C7作为核心器件。该 FPGA 基于 40nm UMC 低功耗工艺制造，内部集成丰富的可编程逻辑资源，包括 LUT、寄存器、存储资源以及专用功能模块，可满足数字逻辑设计、接口控制以及信号处理等应用需求。其主要硬件资源如下：

资源	数量
LUT	3072
寄存器	2048
4.5Kb EMB	16
最大存储	72Kb
PLL	2
片上OSC	1
eFuse/128bitAES	256b
用户IO	66

3 包装内容

图1为包装所含内容：

图1 STEP MAX10 包装内容

STEP-HR03-U81 包装包含:

1.小脚丫STEP-HR03-U81开发板和排针；

2.产品包装盒。

4 产品布局与元件

4.1 开发板布局

本节将为您介绍小脚丫STEP-HR03-U81的产品硬件信息及其特点。

图2介绍了硬件布局信息：

图2 STEP MAX10产品功能示意图

4.2 编程配置

STEP-HR03-U81的程序下载是通过U盘拖拽方式完成。板上NXP LPC11U35芯片实现虚拟U盘，使用时将生成的编程文件（.acf）拷贝到虚拟USB磁盘中即可完成程序下载。因此不支持官方Fuxi EDA工具进行软件下载，也不支持在线软件逻辑分析仪的调试方式。

4.3 引脚

36个GPIO引脚。

4.4 显示设备

2位7段数码管

STEP-MAX10 上设计配备了一个2位的贴片7段数码管，使用74HC595芯片控制，方便用户更直观学习数字电路的实验。数码管大小只有0.2英寸。

8个用户LED

板上提供了8位的用户LED。

两个WS2812 RGB LED

两个级联的WS2812 RGB LED灯。

4.5 按键与开关

4路轻触按键

STEP-HR03-U81 提供了4路的按键。

4路拨码开关

STEP-HR03-U81提供了一个4路的贴片拨码开关。

4.6 电源

STEP-HR03-U81可以通过板上的Type - C USB口5V供电，同时在DIP40的第1脚预留了VBUS口，可以外接5V电源实现供电。

5 板卡框图

图3给出了小脚丫STEP-HR03-U81的板卡框图，所有外围器件均可以直接通过HR03 FPGA进行编程。

图3 小脚丫STEP MAX10板卡框图

6 引脚分配

STEPPINs	FPGA PINs	STEPPINs	FPGA PINs	数码管	FPGA PINs	12M时钟	FPGA PINs
3.3V		5V		DIG1	C7	PCLK	D5
IO1	D9	IO36	F8	DIG2	E7	LED	FPGA PINs
IO2	C9	IO35	G9	SEG_CLK	B4	LED1	F3
IO3	B9	IO34	G8	SEG_RCK	B5	LED2	E3
IO4	B8	IO33	G5	SEG_DIN	B6	LED3	D3
IO5	B7	IO32	H9			LED4	C3
IO6	A9	IO31	H5	轻触开关	FPGA PINs	LED5	C4
IO7	A8	IO30	J9	KEY1	E2	LED6	E4
IO8	A7	IO29	J7	KEY2	E1	LED7	G4
IO9	A6	IO28	J6	KEY3	D1	LED8	H4
IO10	A4	IO27	J4	KEY4	D2	拨码开关	FPGA PINs
IO11	A3	IO26	J3			SW1	D6
IO12	A2	IO25	J2	WS2812 RGB LED	FPGAPINs	SW2	D7
IO13	A1	IO24	J1	COLOR	C5	SW3	D8
IO14	B3	IO23	H2			SW4	E8
IO15	B2	IO22	H1
IO16	B1	IO21	G3
IO17	C2	IO20	G1
IO18	C1	IO19	F1
GND		GND

7 出厂预设程序

7.1目的

驱动STEP-HR03-U81板载资源工作，增加对STEP-HR03-U81板载资源的了解，同时达到测试硬件的效果，图4为板卡测试程序效果图。

图4 STEP-HR03-U81出厂程序运行效果图

7.2 效果

数码管：循环显示0~7之间的数字；

流水灯：依次闪烁实现流水效果；

三色灯：两个WS2812 RGB LED灯逐次显示蓝，红，绿，白颜色；

拨码开关：控制数码管、流水灯及三色闪烁的速度。

四位拨码开关全部至下端，闪烁速度最快（最快0.5s左右）；

四位拨码开关全部至上端，速度最慢（2s左右）；

四位拨码开关，速度适中（1s左右）；

按键开关：控制数码管、流水灯及三色闪烁的方向显示亮度。

K1：控制数码管、流水灯及三色闪烁的方向或顺序；

K2：控制所有显示的亮度，分六级亮度等级，按K2亮度增强；

K3：控制所有显示的亮度，分六级亮度等级，按K3亮度减弱；

K4：软件复位。

8 结构图

9. 版本信息

版本编号	修改日期	修改
V1.0	2026/7/16	初始版本
V2.0	2026/9/11	根据京微齐力方面修改部分内容

1 概述​

2 FPGA资源​

3 包装内容​

4 产品布局与元件​

4.1 开发板布局​

4.2 编程配置​

4.3 引脚​

4.4 显示设备​

4.5 按键与开关​

4.6 电源​

5 板卡框图​

6 引脚分配​

7 出厂预设程序​

7.1目的​

7.2 效果​

8 结构图​

9. 版本信息​