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至繁歸于簡——NUCLEO-F411RE開發(fā)板評測

2016-01-04
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作者：高揚
來源：21ic

[導(dǎo)讀]
“nucleo”—“核”的意思。這里代表的就像我們熟知的最小系統(tǒng)一樣，就是最核心的東西。了解過ST官方開發(fā)板產(chǎn)品線的都知道，ST提供了三種定位的開發(fā)板：nucleo、discovery和Eval。這三種開發(fā)板級別依次由低到高。通常nucleo板子采用白底藍字，discovery通常采用綠底白字的PCB，由于Eval實在稀有我也沒見過，只是聽說江湖中有這個東西，具備豐富的板載外設(shè)。

1.5 DEMO測試

開發(fā)板自帶的DEMO是需要配合外接顯示屏操作的，我手里沒有那塊配合NUCLEO的TFT顯示屏，外觀顯示為通過用戶按鍵可以使得綠色LED在慢速閃爍、快速閃爍和熄滅三種狀態(tài)切換。由于僅僅是核心板，所以開機測試DEMO，樂趣不是很多。

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1.6 開發(fā)環(huán)境與編程

這里基于本地開發(fā)推薦使用Keil for ARM，目前最新版為Keil uVision5，版本號5.17。本測評不在對如何使用Keil做深入的介紹。

安裝支持包

如下圖，點擊包管理器啟動按鈕，從設(shè)備列表找到STM32F4系列，單擊，之后在右邊可以找到相關(guān)開發(fā)包資源，選擇需要的單擊對應(yīng)的Action列的Install按鈕即可安裝。我們根據(jù)描述可以看到如下圖中STM Nucleo開發(fā)板支持和例程。

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如果網(wǎng)速慢，可能會遇到無法完成安裝的情況，這個時候可以直接到Keil官網(wǎng)下載該系列支持包。如下圖中網(wǎng)址，打開后，下拉找到本開發(fā)板需要的STM32F4系列支持驅(qū)動例程包，當前最新版本號為2.7。

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安裝該開發(fā)包后可以在以下路徑找到本開發(fā)板相關(guān)示例程序C:\Keil_v5\ARM\Pack\Keil\STM32F4xx_DFP\2.7.0\Projects\STM32F411RE-Nucleo

如下圖所示，除了出廠板載DEMO之外，提供了7個示例程序，這里不在贅述。

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燒錄方法

第一種，編譯后，可以通過Keil自帶的下載工具下載，快捷鍵為F8，或在菜單欄找到Flash->Download，單擊后實現(xiàn)下載。

第二種，通過在工程配置菜單(快捷方式Alt+F7)的Output選項卡里勾選創(chuàng)建HEX文件，這樣編譯后可以生成HEX文件，之后通過STM32 ST-LINK Utility軟件進行燒錄，目前最新版本3.7，我會在測評最后的資源下載里提供。

第三種，通過配置Keil參數(shù)，輸出BIN文件，這樣可以直接通過復(fù)制BIN文件到ST-Link自帶的U盤，實現(xiàn)自動燒錄功能。配置方法：從菜單欄打開Project->Option for Target‘STM32F4xx_Nucleo’->User,如下圖所示，按下圖勾選后填寫相關(guān)指令，其中a.bin即為要生成的Bin文件名字，你可以自定義，也可以為B.bin，out.bin等等。在填寫指令時候注意空格：fromelf --bin !L --output a.bin

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MBED在線開發(fā)

我們知道NUCLEO支持使用MBED在線開發(fā)。這里介紹一下如何使用該工具。該在線開發(fā)工具具體使用方法請在本論壇搜索關(guān)鍵字：“MBED基礎(chǔ)教程”。

訪問MBED官方網(wǎng)址： https://developer.mbed.org/compiler/

建立如下圖工程，把鼠標放到SERIAL_RX處右邊立馬彈出對應(yīng)的宏。如下圖所示，我們發(fā)現(xiàn)只需要使用一個頭文件，結(jié)構(gòu)也非常簡單的代碼就實現(xiàn)了一個串口發(fā)送。該在線開發(fā)工具是不是很酷，如需要詳細了解可訪問上面的網(wǎng)址查看相關(guān)使用說明。這也說明ST為自己的NUCLEO提供了一個非常方便的開發(fā)途徑。點擊下圖中菜單欄的Compile，可在線編譯，并彈出.bin文件保存選項。當編譯失敗后，可能是所采用的庫不是最新版的，這時候可以在下圖左邊列表mbed單擊右鍵，彈出菜單后點擊update更新庫，再重試Compile即可解決問題。

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在線編譯成功后，彈出下載保存bin選項，直接保存到NUCLEO可移動盤內(nèi)，這時候ST-Link會判斷芯片內(nèi)核該bin代碼是否一致，如果不一致則更新代碼，如果一致丟棄。根據(jù)上圖代碼可知，我們的例程是先發(fā)送“Hello World !”字符串，然后進入循環(huán)不停的打印字符串，每次打印后翻轉(zhuǎn)綠色LED。我們切看如何使板子和計算機通信。前面我們知道，板載的ST-Link提供了串口接線柱，編號為CN3。根據(jù)上圖，我們知道發(fā)送到PC串口所使用的串口位置在PA_2和PA_3，為了方便開發(fā)者準確的定位端口，MBED提供了炫酷的管腳分布圖，見下圖，左邊為Arduino接口分布圖，右邊為Morpho接口分布圖：

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我們從上左圖可以看到，就在板子的右下角兩個接線柱。通過導(dǎo)線連接，記住串口通信采用發(fā)送對應(yīng)接收的。如下圖所示，這里說明一下，根據(jù)232串口的協(xié)議，如果只是給計算機發(fā)送信息，只需要把MCU的TX和ST-Link的RX一條線連接上即可。

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串口連接實物圖

在Win7/WinXP系統(tǒng)上大部分串口助手都可以使用，而筆者采用的Win10系統(tǒng)，試了很多串口調(diào)試助手均不能工作，在經(jīng)過多方查找后，下圖中串口調(diào)試助手可以完美兼容Win10系統(tǒng)。下圖是上面MBED中代碼運行的結(jié)果。

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串口助手顯示

1.7 小結(jié)

NUCLEO系列板子的特點就在于它簡單，但是你需要的功能都預(yù)留了，這就是至繁歸于簡。巴掌大小的板子，集成了性能優(yōu)良的ST-Link編程調(diào)試器，集成了USB-to-RS232功能，還提供了串口接線柱。另外集成了兩種擴展接口Arduino外擴接口和特有的閃蝶(Morpho)全功能接口。對于基礎(chǔ)和入門的學(xué)習(xí)使用板載的一個按鍵和一個可編程LED，以及配合板載的串口就可以實現(xiàn)入門的學(xué)習(xí)，特別設(shè)計了斷裂線的NUCLEO-64開發(fā)板還可以把ST-Link和核心板分離開，作為一個編程調(diào)試器或作為一個USB轉(zhuǎn)串口適配器使用。值得一提的是NUCLEO的定位就是學(xué)生入門級，首先該開發(fā)板價格十分便宜，十美元左右，淘寶售價均不足百元，就可以買到一塊這么給力的開發(fā)板。

在本地開發(fā)，推薦采用Keil集成開發(fā)環(huán)境，建議單獨去Keil官網(wǎng)下載Pack支持包，另外建議開發(fā)者同時掌握三種燒錄方式，這樣可以應(yīng)對各種燒錄情況。根據(jù)筆者最近的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)ARM推出的MBED在線開發(fā)環(huán)境，采用了面向?qū)ο蟮腃++語言，且高度抽象的API接口函數(shù)使得使用時候幾乎完全脫離了底層，入門更快，而ST在設(shè)計NUCLEO時候也更加突破性的采用了兩種接口，且針對Arduino的接口均已在PCB上印刷了功能名稱，使用起來非常方便，非常適合入門學(xué)習(xí)，特別推薦學(xué)生使用NUCLEO系列作為入門開發(fā)板使用。

1.8 相關(guān)資料下載

- STM32單片機中文官網(wǎng)

- STM32單片機官方開發(fā)工具

- STM32單片機參考設(shè)計

官方資料下載地址：

http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1847/PF260320

本測評用到的軟件和學(xué)習(xí)該開發(fā)板可能用到的資料下載：

http://pan.baidu.com/s/1i3O7LKp

本文系21ic原創(chuàng)，未經(jīng)許可禁止轉(zhuǎn)載

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