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更大?更强!—Nucleo F446ZE(144pin)评测

STM32   NUCLEO   ST   F446ZE   144pin   
  • 作者:netlhx
  • 来源:21ic
  • [导读]
  • 2016年初,ST意法半导体低调发布新的评估板系列NUCLEO 144。NUCLEO系列向来以低价、紧凑闻名。不过出于成本考虑,以前的NUCLEO开发板均只提供64PIN MCU。新的NUCLEO 144系列打破了这一局限,使得ST官方评估板更加完善

供电接口

NUCLEO 144秉承了NUCLEO开发板一贯的灵活供电机制。

可以使用主机通过USB给开发板供电;也可以使用外部电源给开发板供电。外部电源主要包括如下几个方面

· VIN(7V-12V)

· E5V(5V)

· +3V3(CN8或CN11)

下表列出了外部供电的一些配置及限制事项

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本文只测试了使用USB供电的情况。

开发板出厂时已固化有测试固件,上电后,LED1开始闪烁。按下USER BUTTON,LED1至LED3依次以不同频率闪烁。简单上电测试可以用来粗略测试开发板是否正常工作。

功耗测试

在STM32系列产品中,F4属于高性能产品类型。通过将MCU设置为不同的运行模式,通过电流值的对比来验证功耗变化。这里主要考察了三种不同的运行模式

· SLEEP模式

· STOP模式

· STANDBY模式

这三种低功耗模式在ST的所有MCU中都几乎存在,具有一定的代表性。

拔掉NUCLEO开发板上IDD上的跳线帽,将万用表串联到电路中,本文使用的测试万用表为VICTOR 86E。

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万用表接入电路中

SLEEP模式及测试参数设置

· 运行于180MHZ频率之下

· FLASH设定为3个等待状态

· 指令及数据缓存设置为打开

· 关闭预取

· 代码运行于FLASH

· 所有外设禁用

· 使用USER BUTTON来唤醒

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SLEEP模式前后电流值变化比对,发现省电效果很明显

STOP模式及测试参数设置

· 使用LSI给RTC供电

· 电压调节器置于低功耗模式

· HSI、HSE关闭

· 未使用IWDG

· FLASH处于深度掉电模式

· 使用RTC自动唤醒(20秒)

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STOP模式前后电流变化值比对,对比SLEEP模式,会发现功耗的进一步减少

STANDBY模式有参数设置

· RTC及备份域关闭

· IWDG及LSI关闭

· 使用PA0唤醒

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STANDBY模式前后电流值变化比对

整体测试结果,从数值上看与官方标称的值有一定的出入,比如ST官方宣称STM32F4在RTC时钟供电模式下最高可达1UA的功耗,这里测试的结果约为2UA。这主要归结于两个方面的原因。其一,测试代码中用到了LED来表示MCU运行状态,而LED吸收的电流值还是比较大的,板载的外围电路也会消耗一定的电流;另一方面,测试仪器的精度及测试环境如温度亦会有一定的影响。不过总体来看,这个值在可接受的范围之内。

三、软件及生态环境

ST提供了丰富的开发生态支持。

ST现在提出一个新的概念,STM32 Open Development Environment,简称为STM32 ODE。按官方的说法,STM32 ODE是一个开放、灵活、易用、可负担的开发环境,用于开发创新产品及应用。STM32 ODE主要由五个部分组成

· STM32 NUCLEO开发板

· STM32 NUCLEO扩展板

· STM32CUBE软件

· STM32CUBE扩展软件

· STM32 ODE软件包

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STM32 ODE生态系统

这里面没有包括开发用的工具链及IDE。STM32同样支持丰富的开发工具链及IDE,主要有IAR、MDK、STM32 AC6及MBED开发IDE。不过截止本文发稿为止,MBED上还找不到对NUCLEO 144系列的支持,官方承诺在2016 Q2推出对NUCLEO 144的MEDB开发支持。

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MBED开发界面,基于云端技术的开发

STM32软件开发流程大致如下

· 安装STLINK/V2-1驱动

· 准备开发工具链

· 编译写代码、编译、DEBUG、下载

· 功能测试

对于不同的IDE,上述开发过程大同小异。

这里重点介绍一下使用STM32CUBEMX辅助工具来进行软件开发的流程。STM32CUBEMX是一个代码生成工具,使用它可以轻松创建一个工程的基本框架,开发者只需专注于程序逻辑即可。

启动STM32CUBEMX,这是一个基于JAVA的图形化代码生成工具。启动后新建一个工程,选择MCU的类型,如下图

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