入门级STM32F4新秀—NUCLEO-F412ZG开发板初探

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harvardx 发布时间：2016-10-18 22:31

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ST作为业界巨头, 推陈出新的速度一向叹为惊人,一如雨后春笋般, 从L0 L1,到M0 M0+ M3 M4 M7各种核心各个系列,各种pin兼容. 目不暇接中, 新品就来了 .幸好一如俄罗斯套娃, 是推新,也是传承, 熟悉的IO 熟悉的LIB,熟悉的CubeMx ,在看似不同中,却有一脉相承; 在看似雷同中,却有各有特性.
用着就已觉惊喜, 刚想与某款熟稔的型号长相厮守, 忽然又来此款的姊妹篇, 有过之无不及,肿么办, 确定要守旧下去. 但是PIN2PIN的诱惑力实在大. 在板上安装一个新的MCU ,就可以更快更丰富的去实现功能,甚至是天马行空,作为设计者来说,这种诱惑是难以抵抗的. 一代新人换旧人,何况还是同宗同族, 有更新长进,何乐不为.

言归正传, 话说一直想入手一款STM32F411 Nucleo 未果. 而今,意外惊喜囊获一枚STM32F412, 不免欣喜. 原以为是411的简单递进, 细看官方资料 ,可非想象中那么简单, 可以说是一颗万众瞩目的强大MCU诞生了; 而且是首款125摄氏度的给力芯. 回顾下st的F4系列:
带有DSP和FPU指令的STM32F4系列高性能微控制器

基于ARM® Cortex®-M4的STM32F4系列单片机 (MCU) 采用了意法半导体的NVM工艺和ART加速器™，在180 MHz的工作频率下通过闪存执行指令时可实现225 DMIPS/608 CoreMark的性能，是迄今所有基于Cortex-M内核的微控制器产品所达到的最高性能得分。

由于采用了动态功耗调整功能，通过闪存执行指令时的电流消耗范围为从STM32F410的89 µA/MHz到STM32F439的260 µA/MHz。

STM32F4系列包括八条兼容的数字信号控制器（DSC）产品线，是MCU实时控制功能与DSP信号处理功能的完美结合体：

高级系列：

4 }6 y" r+ R# i( {7 U
- 180 MHz CPU/225 DMIPS，高达2MB的双区闪存，带SDRAM控制器和 Chrom-ART加速器
  & [* f- E7 v% i2 q+ L% x
  - STM32F469/479 – Quad-SPI接口、LCD-TFT控制器和MPI-DSI接口
  - STM32F429/439– LCD-TFT控制器
  - STM32F427/437 – 串行音频接口，具有更高的性能和更低的静态功耗
    2 V" K' v. [: v) d
  ; Z# j1 T3 }3 R+ T2 g! [ o* i+ C
基础系列：

" l7 N5 C" }0 j! j2 U
- STM32F446 – 180 MHz/225 DMIPS，高达512 KB的Flash，具有Dual Quad SPI和SDRAM接口
- STM32F407/417– 168 MHz CPU/210 DMIPS，高达1 MB的闪存（Flash），增加了以太网MAC和照相机接口
- STM32F405/415– 168 MHz CPU/210 DMIPS，高达1MB闪存、具有先进互联功能和加密功能
  ( D& h& Z! F; m/ }% H/ k2 P0 U$ A
入门型系列：基于最低成本考虑的 STM32F4系列！

# U$ p# Q- t; S, y) [: T( ~
- 84 MHz CPU/105 DMIPS，尺寸最小、成本最低的解决方案，具有卓越的动态功耗效率
  6 w7 P% |" Y5 @
  - STM32F401 – 尺寸不到3 x 3mm，具有USB OTG2.0FS和SDIO接口
    
    : t/ s' Y8 ?) P; D E$ [3 y8 t
- 100 MHz CPU/125 DMIPS，具有卓越的动态功耗效率和批采集模式（BAM，一种新型面向数据批处理的利用DMA智能优化功耗的模式）。
  8 @% p( ~4 p1 L' d1 S2 X2 i
  - STM32F410 – 卓越能效的新里程碑（运行模式下89 µA/MHz和停机模式下6 µA），配备硬件随机数发生器、低功耗定时器和DAC。
    0 p- s- z* J8 p# A7 k
- . f1 k% V" i4 F7 e5 ?: G( x5 c
  
  - W; D+ o x: c" H0 _. j. D4 f
  - STM32F411 – 高RAM容量和增强型外设集，如USB OTG2.0FS和最多5个SPI。
  - STM32F412 – 高RAM和闪存容量，USB接口，增强型外设集，包括灵活的外部静态存储器控制器（高达16位的数据总线，用于LCD和外部存储器控制），双QUAD SPI、CAN、DFSDM和TRNG。
    7 X; ?& b/ m) L: e
/ P; Q( X/ t; c3 B0 y0 r

由上可以看出 ,STM32F412非等闲之辈, 是极具开创意义的一代产品,丰富的接口和内部资源,代表了st最新一代的M4内核mcu的水准;

STM32F412是ST推出的新款MCU产品，这是一款基于Cortex-M4的入门级MCU，为STM32F4 Access Line系列带来了全新的特性，除了对产品内存进行了升级，还带来了其它的新特性，例如更高的主频及可以工作在125°C的工作环境之下，MCU还提供了QSPI/FMC存储访问接口。

据ST官方对STM32F4的分类，STM32F4系列MCU分为三个系列：Access Lines系列、Foundation Lines系列及Advanced Lines系列。STM32F412属于Access Lines系列中高性能的产品，具备优秀的电源效率特性，MCU的工作频率进一步提升至100MHZ。为了让用户更好的体验及评估STM32F412系列MCU，官方推出两款配套的评估板：
NUCEO-F412ZG及STM32F412G-DISCO开发板，本次接触的产品为NUCLEO-F412ZG;
拿到实物, 是非常熟悉的感觉, 因为隶属于STM32nucleo系列,依旧是透明包装, 外观与笔者拥有的Nucleo-F767ZI保持一致,采用的同一PCB, 只是因为资源的不同而略有差别

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可以看出,省去了以太网接口变压器,以及一些配套元器件;众所周知,NUCLEO系列开发板基于公版设计，对于大多数引脚数一致的MCU，可以直接替换兼容的MCU来体验不同的MCU特性。开发板上中心位置是144脚的STM32F412ZGT6 MCU，上下两侧则是NUCLEO开发板引出的Morpho及Zio接口。开发板右侧是ST-LINK/V2-1调试/下载器，ST-LINK已成ST官方开发板的标配。开发板左侧的缺口是没有引出的网络接口，另外相应的PHY芯片也没有焊接。如果用户需要使用网络功能，需要自行焊接。开发板左侧还提供了USB OTG接口，提供访问外部大容量USB存储器的能力。其它设备包括3个用户可编程LED指示灯、2个按钮(一个用户可编程按钮及一个RESET按钮)，另外开发板上提供了32K的LSE晶振。但没有提供HSE晶振，好在ST巧妙的设计使得可使用ST-LINK提供的MCO来给主MCU提供准确的时钟信号。还注意到一个系列,现在的Nucleo 新款开发板都采用了mciro -usb口, 而不是原来的mini, 应该说这也是充分为用户体验着想.比较现在的手机大多数是micro口了

暂且啰嗦至此, 更多的体验, 期待后续. 144pin, 具备1MB flash 256kbsram , 正好与最近构思的一个建议的物联网plc的需求十分吻合. 足够的IO, 各种远传和互联的端口. 宽泛的工作温度, 下篇,将把412ZGT6与我的STM32F767做一个简单的横向测试对比;

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