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NUCLEO 64又添新丁——NUCLEO-F410RB評(píng)測(cè)

2016-01-04
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作者：劉昆磊
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
STM32通用微控制器的出貨量2015年第二季度突破十億顆大關(guān)，迄今擁有最高的ARM Cortex-M的市場(chǎng)份額。

2015年對(duì)在意法半導(dǎo)體ST公司來(lái)說(shuō)是不平凡的，基于ARM Cortex內(nèi)核的STM32通用微控制器的出貨量2015年第二季度突破十億顆大關(guān)，迄今擁有最高的ARM® Cortex®-M的市場(chǎng)份額。不但STM32微控制器的品種齊全，而且提供了豐富的評(píng)估套件和軟件庫(kù)幫助工程師快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品原型。這不，Nucleo 64系列開(kāi)發(fā)板又添新的成員——NUCLEO-F410RB。配備STM32 F4系列入門級(jí)產(chǎn)品STM32F410RB微控制器，該系列微控制器具有尺寸更小、功耗更低等特點(diǎn)，可面向可穿戴、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品、個(gè)人醫(yī)療設(shè)備以及智能手機(jī)等領(lǐng)域。今天就和大家一起看看這個(gè)新成員NUCLEO-F410RB。

測(cè)評(píng)內(nèi)容包括：

1、開(kāi)箱
2、認(rèn)識(shí)
3、Mbed開(kāi)發(fā)
4、功耗測(cè)試
5、總結(jié)

一、開(kāi)箱

拿到NUCLEO-F410RB后，打開(kāi)包裝，就看到了熟悉的身影，Nucleo系列開(kāi)發(fā)板的一貫樸素、簡(jiǎn)潔風(fēng)格，吸塑包裝，一板及一說(shuō)明頁(yè)，僅此而已。

圖1-1 NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板包裝

下面是NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板的正面，大家一眼看上去，很難區(qū)分這塊NUCLEO開(kāi)發(fā)板的具體型號(hào)，也只是在主芯片與按鈕之間的標(biāo)簽上可以快速識(shí)別開(kāi)發(fā)板的型號(hào)。這也從一方面說(shuō)明了STM32系列微控制器引腳的兼容性很強(qiáng)，可以不同的型號(hào)的MCU共用一個(gè)電路板!

圖1-2 NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板正面

下面是NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板的背面，可以看到主要是一些錫橋，通過(guò)焊接不同的0歐電阻，實(shí)現(xiàn)電路的不同配置形式。在使用時(shí)，大家可以參看NUCLEO-F410RB具體電路，來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的配置。

圖1-3 NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板背面

NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板象其它Nucleo開(kāi)發(fā)板一樣，具有如下特點(diǎn)：

(1)板載64引腳LQFP64封裝的STM32F410RB微控制器
(2)提供Arduino Uno Revision 3接口和ST Morpho全擴(kuò)展接口
(3)支持mbed云端開(kāi)發(fā)環(huán)境
(4)提供ST-LINK/V2-1編程/調(diào)試器，使用SWD接口與目標(biāo)單片機(jī)連接
(5)多種供電方式：
- a)通過(guò)ST-LINK/V2-1編程/調(diào)試器供電;
- b)通過(guò)Arduino接口提供外部7V-12V電源供電;
- c)通過(guò)ST Morpho接口提供外部5V電源供電;
- d)通過(guò)Arduino或ST Morpho接口提供+3.3V電源供電
(6)三個(gè)LED指示燈，包括USB通訊(LD1)，用戶LED(LD2)，電源指示燈(LD3)
(7)兩個(gè)按鈕，1個(gè)用戶按鈕(藍(lán)色)和1個(gè)復(fù)位按鈕(黑色)
(8)USB接口具有如下功能：
- a)虛擬COM端口
- b)大容量?jī)?chǔ)存
c)ST-LINK / V2-1編程/調(diào)試器
(9)支持免費(fèi)的HAL軟件庫(kù)，并具有豐富的開(kāi)發(fā)例程
(10)支持多種可選的主流集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，包括IAR、IAR、GCC-based IDE等

通過(guò)NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板所配的唯一的說(shuō)明頁(yè)，這個(gè)第一手資料，大家可以在拿到開(kāi)發(fā)板時(shí)，快速的簡(jiǎn)單了解一下板載MCU(STM32F410RBT6)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)板提供的DEMO例程快速上手運(yùn)行，可用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境IED，系統(tǒng)配置要求等信息。

圖1-4 NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板說(shuō)明頁(yè)

二、認(rèn)識(shí)

想要進(jìn)一步使用NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板進(jìn)行開(kāi)發(fā)評(píng)估，認(rèn)識(shí)NUCLEO-F410RB資源是必不可少的。

1、NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板布局

首先來(lái)整體看一下NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板的整體結(jié)構(gòu)，下面是NUCLEO開(kāi)發(fā)板整體結(jié)構(gòu)框圖。

圖2-1 NUCLEO開(kāi)發(fā)板整體結(jié)構(gòu)框圖

對(duì)應(yīng)的NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板布局如下圖。

圖2-2 NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板布局

通過(guò)結(jié)構(gòu)圖和實(shí)物照片可以看到，NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板被分成了2大部分，ST-LINK編程調(diào)試器部分和目標(biāo)MCU部分，而且ST-LINK部分可以很方便的從中間剪開(kāi)來(lái)單獨(dú)使用。這時(shí)，原先的NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板就可以分成兩個(gè)獨(dú)立的小板子， ST-LINK編程調(diào)試器可以利用CN4接口使用SWD方式為其它的STM32微控制器編程或調(diào)試程序。目標(biāo)MCU部分編程了一個(gè)STM32F410RB的最小系統(tǒng)板，也可以單獨(dú)使用。這時(shí)需要注意，最小系統(tǒng)板的供電只能使用ST Morpho全擴(kuò)展接口的VIN, E5V and 3.3V引腳接入或使用Arduino接口的VIN and 3.3V引腳接入。

2、NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板核心

接下來(lái)認(rèn)識(shí)一下NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板的核心——STM32F410RBT6，這款MCU是ST公司推出的高性能MCU，擁有工作頻率為100 MHz的Cortex-M4內(nèi)核(具有浮點(diǎn)單元)的性能，同時(shí)還能在運(yùn)行和停機(jī)模式下實(shí)現(xiàn)出色的低功耗性能。STM32F410微控制器的最大特點(diǎn)就是具有更小的封裝，更低的功耗，其中64KB閃存及32KB SRAM內(nèi)存采用WLCSP36封裝;128KB閃存及32KB SRAM內(nèi)存采用LQFP64封裝，該系列產(chǎn)品采用意法半導(dǎo)體90 nm工藝和ART加速器，具有動(dòng)態(tài)功耗調(diào)整功能，能夠在運(yùn)行模式和從Flash存儲(chǔ)器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)低至89 µA/MHz的電流消耗。停機(jī)模式下，功耗低至6 µA(典型值)。

圖2-3 NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板主控芯片(STM32F410RBT6)

STM32F410RBT6的功能結(jié)構(gòu)如下圖。

圖2-4 STM32F410RBT6的功能框圖

STM32F410RBT6具有如下特點(diǎn)：

基于ARM®32位Cortex®-M4 CPU并具有浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算單元和DSP指令，頻率高達(dá)100 MHz，運(yùn)算速度可達(dá)125 DMIPS, ART加速器實(shí)現(xiàn)了FLASH零等待狀態(tài)。。
高達(dá)128 KB的閃存存儲(chǔ)器，512字節(jié)的OTP存儲(chǔ)器，32字節(jié)的SRAM。
功耗為運(yùn)行時(shí)89μA/ MHz的(外設(shè)關(guān)閉);停止(Flash in Stop mode, fast wakeup time)時(shí)40μA典型值@ 25℃;停止(Flash in Deep power down mode, fast wakeup time)時(shí)低至6μA@ 25℃;待機(jī)無(wú)RTC時(shí)2.4μA@ 25℃/ 1.7 V;電池供電時(shí)RTC可達(dá)1μA@ 25℃。
1×12位多達(dá)16個(gè)通道的2.4 MSPS ADC：。
1×12位D / A轉(zhuǎn)換器
多至9定時(shí)計(jì)數(shù)器，包含1個(gè)16位的電機(jī)控制專用定時(shí)器
多至9通信接口，包含I2C、USART、SPI / I2S、LIN等

這里有點(diǎn)小小遺憾，就是由于NUCLEO-F410RB開(kāi)發(fā)板均采用LQFP64封裝的MCU，因此STM32F410RB的一大特點(diǎn)——小封裝，就沒(méi)有辦法體驗(yàn)了。STM32F410系列產(chǎn)品在小至2.553 x 2.579 mm的WLCSP封裝，使其成為市場(chǎng)現(xiàn)有最小的STM32 F4微控制器。上個(gè)圖來(lái)解解饞吧。