Что такое технология stm32 nucleo

6

DevDotNet.ORG

Embedded Systems, IoT, .NET, Docker, Hosting, Linux

Отладочная плата STM32 Nucleo F411RE

Nucleo – это высокопроизводительная платформа на ARM-процессоре, поддерживающая популярную онлайн среду разработки mbed.

При помощи Nucleo можно разрабатывать устройства, для которых требуется высокая производительность или сложные математические вычисления. Эта платформа основана на 32-разрядном ARM-процессоре STM32F411RET6 с ядром Cortex-M4, работающим на частоте 100 МГц. В SoC входит 512 кБ Flash и 128 кБ SRAM-памяти.

Блок-схема процессора STM32F411RET6

Nucleo разработан и произведён швейцарской компанией STMicroelectronics — одним из ведущих производителей ARM-процессоров.

Вы сможете полноценно использовать цветные дисплеи, обрабатывать аудиопоток, управлять сложными роботами.

STM32 Nucleo, недорогая и легко расширяемая отладочная платформа для разработки с широким выбором специальных плат расширения, для всей линейки 32-х битных микроконтроллеров STM32 архитектуры ARM Cortex-M3 и Cortex-M4.

Отладочная плата STM32 Nucleo F411RE. Вид сверху

Отладочная плата STM32 Nucleo F411RE. Вид снизу

На плате располагается одна кнопка и один светодиод, доступные для программирования. Светодиод на плате обозначен меткой LD2 (Green LED), кнопка — B1 (USER).

Родным напряжением Nucleo является 3,3 В. Однако все входы и выходы толерантны к 5 В, поэтому вы можете подключать к платформе любые модули и шилды, расчитанные на 5 В.

Включенный светодиод LD2 (Green LED)

Периферия

Процессор, на базе которого построена платформа, обладает большим набором периферии. Почти каждый пин может работать не только как цифровой вход или выход, но и иметь другие режимы: АЦП, SPI, I²C, PWM и т.д. В дополнение на каждый пин может быть назначено прерывание.

16 высокоскоростных 12-разрядных АЦП позволяют оцифровывать сигналы частотой до 240 кГц. Три SPI-интерфейса работают на частоте 42 МГц, позволяя подключать по нему видеокамеры. I²C интерфейс, работающий на частоте до 1 МГц, легко осилит аудиомодуль. Наиболее востребованных UART-интерфейсов на плате целых три, два из них работают на скоростях до 10 500 000 бод, а третий — до 5 250 000 бод. В процессор также встроены часы реального времени и поддержка ИК-порта.

Для более быстрой передачи данных интегрирована поддержка DMA.

Совместимость с Arduino

НА плате Nucleo F401RE размещены разъёмы, соответствующие Arduino Uno R3. Если вы уже работали с Arduino, то вам будет легко перейти на Nucleo: вы сможете использовать большинство шилдов и модулей, сделанных специально для Arduino. Помимо разъемом Arduino Uno R3 на плате размещен разъем ST morpho для полного доступа ко всем контактам ввода-вывода процессора STM32.

Подключение различных плат расширения функциональности как в Arduino

Программирование

Плата платформы разделена на две части, отладчик/программатор ST-LINK и оценочная плата. При желании пользователь может распилить плату что никак не повлияет на функциональность платформы.

Nucleo поддерживает разные среды разработки. Самой простой для освоения является онлайн среда разработки mbed. Вам не потребуется устанавливать её на компьютер: среда работает прямо из браузера. Компиляция проекта происходит удалённо, вам остаётся только прошить плату бинарным файлом, полученным от среды.

Прошивка платы тоже не представляет проблем: Nucleo определяется как «флешка», на которую вы просто копируете бинарный файл прошивки. Работает это во всех операционных системах, поддерживающих устройство USB Mass Storage: Windows, Linux, MacOS, FreeBSD, QNX и других.

Также, если вы пользуетесь средой mbed, то к вашему распоряжению библиотека классов для работы с периферией. Библиотека документирована и имеет очень простой интерфейс для пользования.

Если вы уже продвинутый разработчик и вам не подходит онлайн среда mbed, вы можете воспользоваться любой стандартной средой разработки для ARM-процессоров: Keil, IAR, GCC.

Помимо «родных» инструментов разработки существует платформа nanoFramework поддерживающая данную плату. В этом случае разработка ведется на языке C# в Microsoft Visual Studio, более подробно можно ознакомится в публикации .NET nanoFramework — платформа для разработки приложений на C# для микроконтроллеров.

Характеристики

• Ядро: Cortex-M4
• Рабочая частота: 100 МГц
• Разрядность: 32 бита
• Набор машинных инструкций: ARMv7E-M
• Производительность: 125 DMIPS
• Объём SRAM: 128 кБ
• Объём Flash: 512 кБ
• Разрядность АЦП: 12 бит
• Коммуникационные интерфейсы: 4×I2C, 4×USART, 5×SPI/I2S, USB 2.0 Host/Device/OTG
• Количество таймеров/счетчиков: 11, два сторожевых таймера, 6×16-разрядных таймеров, 2×32-разрядных таймера с входами захвата и выходами сравнения
• Дополнительные интерфейсы: интерфейс карт памяти SDIO
• Питание: USB VBUS или внешнее питание (3.3V, 5V, 7 — 12V)
• Расширение функциональности: возможность подключения плат расширения Arduino Uno Revision 3 и STMicroelectronics Morpho
• Разное: поддержка через USB виртуального COM-порта, внешнего накопителя и отладочного порта.

Питание

Дли питания может использоваться mini USB-разъём, контакт 5V (5 В) или Vin (7–12 В). Одновременное использование двух способов питания невозможно: источник необходимо выбрать перемычкой JP5. Для программирования и передачи данных вам понадобится mini USB-кабель.

Распиновка

Расположение элементов на плате. Вид сверху

Расположение элементов на плате. Вид снизу

Контакты ввода-вывода Arduino и Morpho

Легенда к схемам

Контакты ввода-вывода Arduino

Контакты ввода-вывода Morpho

Обзор платформы для разработчиков ST Nucleo на примере Nucleo-F401RE

Это открытая, недорогая и легко расширяемая отладочная платформа для разработки с широким выбором специальных плат расширения, для всей линейки 32-х битных микроконтроллеров STM32 архитектуры ARM Cortex-M3 и Cortex-M4.

Платы «ST Nucleo» дают возможность выбирать из различных сочетаний производительность, энергопотребление, и архитектурные особенности микроконтроллера. Платформа позволяет быстро, удобно и легко изучить особенности архитектуры и программирования микроконтроллера, опробовать свои идеи, создать прототипы с любым микроконтроллером семейства STM32.

Плата платформы разделена на две части, программатор и оценочная плата. При желании пользователь может распилить плату что никак не повлияет на функциональность платформы.

Программатор STlink-v2.1 имеет SWD разъём на пинах CN4 (см. рисунок выше) что позволяет использовать программатор независимо от оценочной платы для всех МК STM32, для этого достаточно отключить плату микроконтроллером от программатора сняв джамперы с пина CN2 а для того чтобы их не потерять, их можно надеть на пины GND CN11 и GND CN12, пины заземления, на которые в свою очередь с обратной стороны платы уже надеты запасные джамперы. Стоить отметить что на платформе реализован STLink версии 2.1 который как и в версии 2.0 помимо порта программирования отладки SWD(CN4), виртуального COM -> Usart (CN3) имеет особенность работы определяться по умолчанию как сменный Flash носитель, что является весьма полезной опцией для новичков, которые могут программировать микроконтроллер, отправляя на этот носитель бинарный файл прошивки (в данной версии прошивки, не более 20Kb) сгенерированный, например в онлайн среде разработки такой как Mbed. Так же программатор имеет незаслуженно пропущенный из вида общественности отдельно выведенный разъем Usart (разъем CN3 пины RX и TX) реализующий обмен данными с ПК через виртуальный COM что позволяет сэкономить деньги на отдельном устройстве таком как CP2102 который отдельно стоит около 300руб, как раз эти деньги окупают стоимость доставки оценочной платформы Nucleo.

Линейка оценочных плат Nucleo поддерживает подключения к «Arduino» и «ST Morpho» разъемам, которые позволяют легко расширять функциональные возможности платформы. Разъемы обеспечивают подключение к периферийным устройствам и шилдов от широко распространенной экосистемы Arduino, позволяя разработчикам удобно и легко добавлять специальные функции и масштабировать свой проект. Также Компания ST предлагает специализированные платы X-NUCLEO-IDB04A1, X-NUCLEO-IHM01A1, X-NUCLEO-IKP01A, X-NUCLEO-NFC01A1 и другие платы расширения — шилды собственной разработки, которые поддерживают функции, такие как Bluetooth® LE или Wi-Fi®, GPS, усиление записи звуковых сигналов, MEMS-микрофоны, датчики приближения и беспроводное управление.

На первых фотографиях, оценочные платы имели кварцы X2 и X3 нужные для переопределения частоты работы шины данных, микропроцессора и периферийных интерфейсов, при покупки плат Nuleo пользователи разочаровались в их отсутствии.
В официальном заявлении в ответ на недовольные отзывы пользователей по поводу отсутствия их на конечном продукте, представитель ST заявил:

(ага, например X2 — smd. ).

На этой ноте хотелось бы обратить внимание что платы Nucleo хоть и представляют все семейство микроконтроллеров STM32, но только младшие модели, в корпусе с 64 ногами МК. Данное решение немного противоречит желанию обывателя иметь больше и лучше, но с другой стороны, стоит понимать что продукт Nucleo ориентирован быть именно доступной и простой оценочной платформой разработчиков и разработан специально для поддержки mbed-enabled что дает достойный перевес отсутствию такой начинки как на платах Discovery, предполагается что целевой аудитории не нужно столько периферии и аппаратной начинки микроконтроллера как на платах Discovery. Где то в чем то они правы, а в чем то упускают Российский рынок, и не контролируют цены на свой продукт у официальных поставщиков, которые сильно завысили цену (предполагалось что платформа будет стоить 11$ но в России ее можно приобрести только от 750 рублей + стоимость доставки, что в два раза выше рекомендуемой цены).

Линейка Nucleo входит в состав популярного в Европе и динамично развивающегося проекта ARM mbed™ — онлайн инструментария для быстрого и легкого создания продукта на базе ARM.

Благодаря поддержке mbed-enabled, разработчики могут использовать платформу Mbed с открытым программным кодом, онлайн средства разработки и инфраструктуру с сайта mbed.org. Стоит отметить удобство и простоту использования этого ресурса, точнее я бы сказал это не просто ресурс, это социальные сети разработчика, где пользователи делиться своими библиотеками, примеры кода и проектами. На ресурсе есть все необходимое для быстрого старта и работы с оценочной платой, форум где пользователи делятся своим накопленным опытом и помогают друг другу решать задачи по отладке кода, большой выбор библиотек для работы с почти что всей периферией микроконтроллера и плат расширения, раздел FAQ и возможность задать вопрос, как пользователям, так и представителю завода изготовителя, общаться между пользователями и многое другое.

Онлайн компилятор https://mbed.org/compiler, неотъемлемая часть этого ресурса, который снимет головную боль многих начинающих разработчиков с настройкой среды разработки и компилятора, давая возможность не вникать во все подробности архитектуры STM32.

Директор подразделения IoT platforms компании ARM Саймон Форд (Simon Ford) заявил:

Какую плату выбрать себе, трудно ответить так как у каждого свои потребности, кто то планирует разработать определенное устройство или использовать определенное семейство микроконтроллеров (например дешевые или мало потребляющие), я же не имея опыта, для обучения взял самую производительную из доступных на момент приобретения плату Nucleo-F401RE на базе STM32F401RE, многие пользователи поступили так-же, кто брал сразу несколько версий с разными по назначению микроконтроллерами, кто то купил все доступные модели.

На сегодняшний день линейка представлена 9 моделями, старшая из которых STM32 Nucleo-F411RE отличается от широко распространенной в Европе и просто доступной у нас в России STM Nucleo-F401RE большим объемом ОЗУ памяти (128 Kb против 96Kb) большей частотой процессора (100MHz против 84MHz ), большим количеством аппаратно поддерживаемом интерфейсов.

Платы STM32 Nucleo-F030R8, STM32 Nucleo-F103RB, STM32 Nucleo-F401RE и STM32 Nucleo-L152RE уже доступны для заказа в России, STM32 Nucleo-F072RB, STM32 Nucleo-F302R8, STM32 Nucleo-F334R8, STM32 Nucleo-F411RE и STM32 Nucleo-L053R8 доступны для заказа из за рубежа, по цене от 10.32 $ за единицу.

STM32 Nucleo

ST разродилось новой ардуинообразной платой Nucleo:

Вернее целой линейкой плат на разных МК:

ST Nucleo F103RB
STM32F103RBT6 microcontroller
ST Nucleo L152RE
STM32L152RET6 microcontroller
ST Nucleo F030R8
STM32F030R8T6 microcontroller
ST Nucleo F401RE
STM32F401RET6 microcontroller

На плате встроен ST-Link/2.

• +6
• 17 февраля 2014, 22:05

Комментарии ( 92 )

Так уже привезли 🙂 Уже поигрался… Впечатление пока нормальное. Програмируется очень просто — по подключению к усб появляется диск на который кидаеш бинарик прямо из бровсер ИДЕ… Как дописало — реконект и уже работает 🙂

Живу я часть года в Украине а часть в Чехии… Моментально я по рабочим делам в Чехии.

Интересно, как это будет соотноситься с семейством stm32discovery? Nucleo будем более потребительским вариантом? Потому что пока discovery мощнее и выводов больше.

Одна из проблем stm32discovery — нет единого удобного сайта. От my.st.com кровавые слёзы на глазах — так они и Nucleo тянуть на my.st.com?

Может лучше обратится к официальной документации, а не к комментариям wowa-на.

The ST-LINK/V2-1 makes the STM32 Nucleo boards mbed enabled.
The embedded ST-LINK/V2-1 supports only SWD for STM32 devices.

Features not supported on ST-LINK/V2-1:
–SWIM interface
– Minimum supported application voltage limited to 3 V

There are two different ways to use the embedded ST-LINK/V2-1 depending on the jumper
states:
•Program/debug the MCU on board
•Program/debug an MCU in an external application board using a cable connected to
SWD connector CN4

Обзор серии STM32 Nucleo Boards

Начиная обзор плат серии STM32 Nucleo необходимо обозначить место и роль этой серии в линейке продукции компании STMicroelectronics для полного понимания возможностей и раскрытия огромного потенциала использования этих устройств.

Компания STMicroelectronics является одним из мировых лидеров на рынке полупроводниковых устройств и по состоянию на 2019 год имеет:

• годовую выручку 9,56 млрд долларов США.

• 46 000 сотрудников, из которых 7 800 в НИОКР.

• Более 80 офисов продаж и маркетинга, обслуживающих более 100 000 клиентов по всему миру.

• 11 производственных площадок.

Располагая такой базой, компания ставит перед собой глобальные цели по максимальному присутствию на следующих перспективных рынках:

• автотранспорта и сопутствующей инфраструктуры, в т.ч. систем управления электромобилями;

• энергетическом, в т.ч. в плане повышения эффективности существующих технологий и развития возобновляемой энергетики;

• коммуникаций и связи, в том числе IoT (интернет вещей) и 5G направлений.

STM32 является зарегистрированной торговой маркой STMicroelectronics для 32-битных микроконтроллеров (MCU, microcontroller unit) и микропроцессоров (MPU, microprocessor unit) общего назначения, построенных на базе Arm® Cortex® Cores и включающих в себя более 1000 вариаций их применения для различных целей и назначений.

Общее назначение подразумевает, что системы на базе микроконтроллеров и микропроцессоров предоставляются разработчикам для применения в любых областях техники и автоматизации и не имеют узко специализированного назначения. Данный подход позволяет разработчикам исследовать различные предоставляемые вариации оборудования и находить конфигурации максимально подходящие для реализации их проектов, а также позволяет создавать максимально эффективные с экономической точки зрения устройства полностью задействуя потенциал элементной базы и не тратясь на “лишние” возможности и функционал, повышающие стоимость и не использующиеся в проекте.

Семейство 32-битных микроконтроллеров производства STMicroelectronics группируется в серии, в рамках каждой из которых используется одно и то же 32-битное ядро ARM, например, Cortex-M7F, Cortex-M4F, Cortex-M3, Cortex-M0+ или Cortex-M0. Каждый микроконтроллер состоит из ядра процессора (дизайн ядра ARM имеет множество настраиваемых опций, и компания обладая лицензией на IP процессора ARM от ARM Holdings, выбирает индивидуальную конфигурацию для каждого микроконтроллера, при этом добавляя свои собственные периферийные устройства к ядру микроконтроллера), статической RAM-памяти, флеш-памяти, отладочного и различных периферийных интерфейсов.

Серия STM32

Ядро ARM CPU

Серия плат микроконтроллеров STM32 Nucleo предназначена для прототипирования различного уровня сложности и разделена на 3 группы устройств по форм-фактору чипа и уровню производительности:

• Nucleo-32 — семейство микроконтроллеров в пакетах LQPF (Low Profile Quad Flat Pack, семейство корпусов микросхем, предназначенных для поверхностного монтажа и имеющих планарные выводы, расположенные по всем четырём сторонам) или QFN (Quad Flat Package, семейство корпусов микросхем, имеющих планарные выводы, расположенные непосредственно под микросхемой по всем четырём сторонам);

LQFP-32

• Nucleo-64 — семейство микроконтроллеров в пакете LQPF-64;

LQFP-64

• Nucleo-128 — семейство микроконтроллеров в пакете LQPF-144

LQFP-144

Вся серия представлена на следующей схеме и на данный момент состоит из 59 плат:

Унифицированный кодификатор позволяет быстро разобраться в названиях и определить принадлежность плат и их возможности:

NUCLEO-XXYY*T-Р(-Q)

Описание

XX

Серия микроконтроллера в STM32 Arm Cortex

YY

Линейка микроконтроллера в серии

К — для 32 pins LQFP-32

R — для 64 pins LQFP-64

Z — для 128 pins LQFP-128

Т

Объём памяти STM32 Flash:

• 4 для 16 Kbytes

• 6 для 32 Kbytes

• 8 для 64 Kbytes

• B для 128 Kbytes

• C для 256 Kbytes

• E для 512 Kbytes

• Z для 192 Kbytes

• E для 512 Kbytes

• H для 1.5 Mbytes

-P

STM32 с функцией внешнего SMPS (Switched Mode Power Supplies, импульсный источник питания с высоким КПД)

-Q

STM32 с функцией внутреннего SMPS

Пример: NUCLEO-L496ZG-P

L4 — серия STM32L4 Series

96 — линейка STM32L496

Z — пакет 144 pins

G — память 1 Mbyte

-P — наличие внешнего SMPS

Серии микроконтроллеров STM32:

MP1 — серия микропроцессоров.

F2, F4, H7, F7 — серии микроконтроллеров с повышенной производительностью.

F0, G0, F1, F3, G4 — основная серия микроконтроллеров широкого применения.

L0, L1, L5, L4, L4+ — серии микроконтроллеров с ультранизким энергопотреблением.

WL, WB — серии микроконтроллеров с функцией беспроводной связи.

Основные характеристики серий STM32.

Высокопроизводительные микроконтроллеры:

Название серии

Ядро ARM

Макс. частота ядра,
МГц

CoreMark

Объем
Flash
памяти (кБайт)

Объем RAM (кБайт)

Особенности

F2

ART ускоритель, Ethernet MAC, USB 2.0 HS OTG, camera interface, hardware encryption support and external memory interface

F4

Chrom-ART Accelerator™, dual Quad-SPI, SDRAM interface, Ethernet MAC, camera interface

F7

AXI and multi-AHB шины, L1 кэш, Double precision FPU (в некоторых моделях), Chrom-ART ускоритель (в некоторых моделях). Серия F7 pin-to-pin совместима с серий F4.

H7

Cortex-M7F, Cortex-M4F (Dual-core line)

TFT-LCD, JPEG codec, Ethernet, Chrom-GRC™, optional embedded SMPS, dual Octo-SPI with on-the-fly decryption

Микроконтроллеры STM32 широкого применения:

Название серии

Ядро ARM

Макс. частота ядра,
МГц

CoreMark

Объем
Flash памяти (кБайт)

Объем RAM (кБайт)

Особенности

F0

Для приложений, чувствительных к цене микроконтроллера

G0

Для приложений, чувствительных к цене микроконтроллера

F1

Ethernet MAC, CAN and USB 2.0 OTG, motor control

F3

Серия микроконтроллеров для смешанных сигналов, содержит на кристалле богатый набор компараторов, операционных усилителей, дельта-сигма АЦП, АЦП последовательного приближения и т.д.

G4

Серия микроконтроллеров для смешанных сигналов, содержит на кристалле богатый набор компараторов, операционных усилителей, дельта-сигма АЦП, АЦП последовательного приближения и т.д.

Микроконтроллеры STM32 со сверхнизким энергопотреблением:

Название серии

Ядро ARM

Макс. частота ядра, МГц

CoreMark

Объем Flash памяти (кБайт)

Объем RAM (кБайт)

Особенности

L0

Динамическое потребление тока (минимальное): 49 µA/MHz (при использовании внешнего DC/DC конвертера) и 76 µA/MHz (при использовании LDO)

L1

Динамическое потребление тока (минимальное): 177 μA/MHz

L4

Динамическое потребление тока (минимальное): 28 μA/MHz

L4+

Динамическое потребление тока (минимальное): 41 μA/MHz

L5

Динамическое потребление тока (минимальное): 62 µA/MHz

Беспроводные микроконтроллеры:

Название серии

Ядро ARM

Макс. частота ядра, МГц

CoreMark

Объем Flash памяти (кБайт)

Объем RAM (кБайт)

Особенности

WB

Встроенный радиотрансивер, поддерживающий протоколы Bluetooth® LE, Zigbee® and Thread®

WL

Встроенный радиотрансивер, поддерживающий sub-GHz radio: модуляции – LoRa®, (G)FSK, (G)MSK, BPSK

Подробные данные представлены производителем в сопровождающей документации.

Стоит отметить, что во все платы встроен отладчик-программатор ST-LINK (в платах доступны следующие версии: ST-LINK V1, ST-LINK V2, ST-LINK V2-1, ST-LINK V2-A, ST-LINK V3E, подробнее — в документации к платам), поэтому процесс отладки не требует подключения дополнительных внешних устройств.

Наличие разнообразных встроенных физических интерфейсов, кнопок, программируемых светодиодов для мониторинга состояния, различные варианты и формы питания плат, разъемов для отладки, сетевые подключения и даже возможность работы с алгоритмами Crypto-HASH (AES, DES/TDES, HMAC, MD5, SHA) предоставляют разработчикам практически неограниченные возможности для творчества.

Все платы микроконтроллеров серии STM32 Nucleo являются расширяемыми.

Платы расширения позволяют максимально быстро собрать и испытать устройства с требуемым функционалом и передать в производство уже отлаженную конфигурацию. Компания ST разработала и выпускает более 60 плат расширения STM32 Nucleo expansion boards добавляющие следующий функционал:

• управление приводами на базе:
— шаговых двигателей,
— двигателей постоянного тока с щеточно-коллекторным узлом,
— биполярных шаговых двигателей,
— бесщеточных двигателей постоянного тока (вентильных двигателей),
— а также рассчитанных на высокое и низкое напряжение питания,
— на трехфазное питание
— управление приводами по двум каналам.

• LoRa™ в диапазонах HF и LF, включая использование как шлюз.

• Bluetooth 5 and 802.15.4

• Датчик расстояния, в том числе по нескольким объектам.

• Датчик приближения ToF.

• Sound Terminal® 2.1-channel высокоэффективная цифровая аудиосистема.

• Интерфейсы I²C и SPI EEPROM.

• Глобальное позиционирование GNSS.

• Bluetooth low energy (BLE), в том числе на BlueNRG и SPBTLE-RF.

• Связь Sub-1GHz RF на частотах 868 MHz и 915 MHz.

• Многофункциональные операционные усилители.

• Датчики движения и окружающего пространства MEMS (Микроэлектромеханические системы — устройства, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты).

• Функционал для управления заземленными нагрузками (например, нагревательными элементами, электромагнитным драйвером, светодиодным драйвером, драйвером лампочки, заменой реле насосов и вентиляторами) с напряжением питания 8-36V и током до 42А.

• Управление индикаторными LED светодиодами.

• Управления яркостью светодиодов (0 % — 100 % dimming) сигналами ШИМ или аналоговыми.

• Определение энергопотребления подключаемых плат, как нагрузки.

• Работа с Dynamic NFC/RFID tag IC, в том числе функция кардридера

• Возможности промышленного программируемого логического контроллера (PLC/programmable logic controller, ПЛК) с вводом/выводом.

• Решение для разработки приложений связи на основе связи по линиям электропередач.

• Датчик приближения, жестов и внешнего освещения Ambient light sensor (ALS) на основе технологии FlightSense™ компании ST, Time-of-Flight.

• Цифровые MEMS микрофоны.

• Wi-Fi b/g/n со встроенным усилителем мощности, системой управления питанием и SMD-антенной.

• 3-осевой акселерометр, 3-осевой гироскоп компании STMicroelectronics, 3-осевой магнитометр, датчик влажности и температуры и датчик давления.

Большим плюсом и преимуществом плат STM32 Nucleo является совместимость с платами расширения сторонних производителей благодаря разъемам:

• Arduino™ Nano V3 разъему на Nucleo-32

• Arduino™ Uno V3 и ST morpho на Nucleo-64

• Arduino™ Uno V3, ST Zio (расширяющий возможности Arduino™ Uno V3) и ST morpho на Nucleo-144.

Это повышает уровень использования и интеграции продукции STM для расширения и модернизации уже существующих решений и приложений.

STM32 Nucleo — это не только платы различной производительности. Это целая экосистема Open Development Environment, а также огромное сообщество разработчиков.

Открытая среда разработки STM32 (STM32 ODE) — это открытый, гибкий, простой и доступный способ разработки инновационных устройств и приложений на основе семейства 32-разрядных микроконтроллеров STM32 в сочетании с другими современными компонентами ST, подключенными через платы расширения. Основное назначение STM32 ODE — быстрое создание пользователями прототипов с использованием передовых компонентов и максимально быстрое их преобразование в готовые реализованные проекты.

STM32 ODE включает 5 основных элементов:

• Отладочные платы STM32 Nucleo, обеспечивающие возможность разработки для всех серий микроконтроллеров STM32 с неограниченными унифицированными возможностями расширения и встроенным отладчиком/программатором.

• Платы расширения STM32 Nucleo, предоставляющие дополнительные функции (датчики, системы управления, подключения и питания, звука и т.п.), которые устанавливаются поверх отладочных плат STM32 Nucleo.

• Программное обеспечение STM32Cube, представляющее собой набор бесплатных инструментов и встроенных программных блоков для быстрой и простой разработки на STM32, включая уровень аппаратной абстракции, промежуточное ПО, конфигуратор и генератор кода на базе ПК STM32CubeMX.

• Расширенное программное обеспечение STM32Cube специально для использования с платами расширения STM32 Nucleo — это базовый набор программных компонентов, таких как HAL, LL API, промежуточное ПО и примеры приложений.

• Пакеты функций STM32 ODE, представляющие собой сочетание низкоуровневых драйверов, библиотек промежуточного программного обеспечения и примеров приложений, собранных в единый программный пакет для некоторых из наиболее распространенных приложений, созданных за счет использования модульности и совместимости комплектов разработки STM32 Nucleo и плат расширения X-NUCLEO, а также программного обеспечения STM32Cube и X-CUBE, составляя экосистему открытой среды разработки STM32 (ODE).

Открытая среда разработки STM32 совместима с рядом IDE, включая IAR EWARM, Keil MDK, mbed и среды на основе GCC.

Встроенное программное обеспечение STM32 представляет собой низкоуровневые драйверы, уровни аппаратной абстракции и промежуточное ПО, включая RTOS, USB, TCP / IP и графические стеки, включая:

• Аудио (MP3, WMA, голосовые службы и др.)

• Возможности подключения (USB, TCP / IP, Bluetooth, Zigbee RF4CE и др.)

• Криптография (Бесплатная библиотека STM32 с открытым ключом, симметричными и хэш-алгоритмами)

• Управление двигателем и безопасность (IEC 61508 SIL для промышленности, IEC / UL 60335/60730, класс B для приложений бытовой техники)

Традиционно доступны и используются интегрированные среды разработки (IDE, software integrated development environments) с компиляторами C/C++/Pascal/JAVA и отладчиками сторонних поставщиков (доступны бесплатные версии с кодом до 64 Кбайт), а также встроенные программные библиотеки, необходимые для настройки и инициализации микроконтроллера или микропроцессора и отслеживания его поведения во время выполнения операций.

STM32CubeMX — это графический инструмент, используемый для настройки любого устройства STM32. Простой в использовании графический интерфейс пользователя генерирует C-код инициализации для ядер Cortex-M и генерирует дерево устройств Linux для ядер Cortex-A.

STM32CubeIDE — это интегрированная среда разработки. Эта среда IDE, основанная на решениях с открытым исходным кодом, таких как Eclipse или инструментарий GNU C/C++, включает функции отчетов о компиляции и расширенные функции отладки. Он также интегрирует дополнительные функции, присутствующие в других инструментах экосистемы, такие как инициализация HW и SW и генерация кода из STM32CubeMX.

Инструменты визуализации данных STM32CubeMonitor позволяют отслеживать и диагностировать приложения STM32 во время выполнения, считывая и визуализируя их переменные в реальном времени. В дополнение к специализированным версиям (power, RF, USB-PD) универсальный STM32CubeMonitor предоставляет графический редактор на основе потоков для простого создания пользовательских панелей мониторинга и быстрого добавления виджетов, таких как датчики, гистограммы и графики, что помогает визуализировать поведение приложений на хост-устройствах в различных форм-факторах, таких как ПК, планшеты или смартфоны.

STM32CubeProgrammer представляет простую в использовании и эффективную среду для чтения, записи и проверки памяти устройства как через интерфейс отладки (JTAG и SWD), так и через интерфейс загрузчика (UART, USB DFU, I2C, SPI и CAN).

Он предлагает широкий спектр функций для программирования внутренней памяти (например, Flash, RAM и OTP), а также внешней памяти, а также позволяет программировать и загружать опции, проверять содержание программирования и автоматизировать программирование с помощью сценариев.

STM32CubeProgrammer поставляется в версиях GUI (Graphical User Interface, графический пользовательский интерфейс) и CLI (Command Line Interface, интерфейс командной строки) и поддерживает работу различных операционных систем: Windows, Linux, macOS.

Подводя итог рассмотрения серии STM32 Nucleo, хочется отметить рациональный баланс, соблюдаемый производителем — компанией STMicroelectronics, в предоставляемых разработчикам возможностях для создания проектов и огромного потенциала поддержки и развития, с экономической составляющей — стоимостью. Имея такой широкий выбор средств, вполне реально создавать узкоспециализированные приложения, полностью отвечающие своим задачам и максимально использующим весь заложенный технический потенциал.