STM32CubeMX Nucleo F767ZI 教程(2)

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STMCU小助手发布时间：2022-8-23 16:13

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文章简介:	STM32CubeMX Nucleo F767ZI 教程(2)

前言
学习Nucleo 的主要渠道还是通过官方的手册，以及官方的驱动例程。官方手册在STM32CubeMX选择对应的板子时，上面有个Docs & Resources 可以看到。

官方的例程在对应的pack中，在Embedded Software Packages Manager 中可以管理对应系列的支持包，比如现在使用的是 STM32Cube MCU Package for STM32F7 Series 1.16.0，下载之后在STM32CubeMX的文档目录下，每台电脑可能都不一样，所以可以通过软件 "Everything"来搜索对应的版本号，直接搜索1.16.0就能搜索到 “stm32cube_fw_f7_v1160.zip” 这个文件，解压后就能看到各个例程了。

一、原理图
要想学习一块开发板，先要对原理图有一定的了解才行，后面才能根据这个硬件进行配置以及编程。原理图可以在官网上进行下载。

" r' Y9 }! b; }. [8 \: r* h. v1.MB1137 顶层文件

GU(`BF0X[XA28J7YVD9(H_D.png

这个项目是多个原理图进行设计的，有一个顶层文件，以及多个底层文件，通过顶层文件来管理各个底层文件的连接关系。底层文件的各个功能如下：
Connectors.SchDoc

这个是ST Zio扩展连接器，可以连接ARDUINO®Uno V3，还可以连接ST官方的MEMS（微机电系统）等扩展模块。

MCU_144.SchDoc

这个就是144引脚封装的STM32，里面有一些兼容性设计，可以根据不同的配置来焊接不同型号的单片机。

USB.SchDoc

这个文件是USB设计相关的原理图

6 q1 r% a; p8 H5 o" ~- y3 eST_LINK_V2-1.SchDoc

板载了一颗STM32F103CBT6，烧录的是STLINK的固件，所以可以直接使用USB连接，就能调试Nucleo，除了通过MDK进行烧录程序，升级固件之后，STLINK会在电脑映射出一个硬盘，可以直接将bin文件拖拽进去进行烧录。另外这个STLINK还虚拟了一个串口，与Nucleo的UART3进行连接。

Ethernet.SchDoc

通过RMII连接LAN8742A-CZ-TR，可以使用这个来进行以太网的学习。

顶层文件

顶层文件除了确定各个底层文件的接线，还设计了一个电源管理模块，可以通过JP3来选择供电来源，默认是通过ST-LINK来控制U4功率开关芯片来间接控制电源，这种方式是通过USB供电的，USB2.0的供电电流是500mA，所以如果是大电流的负载下，应该要切换到VIN来供电，Vin是通过板子上面的排针进行引入的。
3 E3 i( X9 ^: I$ o
2.Connectors.SchDoc
这个文件主要是将STM32的引脚引出，如果需要调试其他模块时，需要使用排针进行连接。具体可参考6.12、6.13、6.14、6.15小节。

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二、用户指南
翻译自UM1974.pdf

1.介绍
基于MB1137参考板的STM32 Nucleo-144板（NUCLEO-F207ZG，NUCLEO-F303ZE，NUCLEO-F412ZG，NUCLEO-F413ZH，NUCLEO-F429ZI，NUCLEO-F439ZI，NUCLEO-F446ZE，NUCLEO-F722ZE，NUCLEO-F722ZE，NUCLEO-F722ZE -F756ZG，NUCLEO-F767ZI和NUCLEO-H743ZI）为用户提供了一种负担得起的灵活方法，可以尝试新概念并使用STM32微控制器构建原型，并从性能，功耗和功能的各种组合中进行选择。 ST Zio连接器扩展了ARDUINO®Uno V3的连接能力，而ST morpho接头连接器则可通过多种专用屏蔽罩轻松扩展Nucleo开放式开发平台的功能。 STM32 Nucleo-144板集成了ST-LINK / V2-1调试器/编程器，因此不需要任何单独的探针。

5 I+ s% p# r U4 f0 E" h2.订购信息
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3.开发环境
3.1 系统要求
Windows® OS (7, 8 and 10), Linux® 64-bit, or macOS® (a) (b)
USB Type-A to Micro-B cable
3.2 开发工具链
IAR Systems- IAR Embedded Workbench®©
Keil® - MDK-ARM©
STMicroelectronics - STM32CubeIDE
Arm® Mbed™ online(d) (see mbed.org)

3.3 演示软件
STM32Cube MCU软件包中包含的演示软件与板载微控制器相对应，该演示软件已预装在STM32闪存中，可轻松以独立模式演示设备外设。可以从www.st.com下载最新版本的演示源代码和相关文档。

4 约定

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5 快速开始
STM32 Nucleo-144开发板是一种低成本，易于使用的开发套件，用于评估和启动采用LQFP144封装的STM32微控制器的开发。

5.1 入门
请按照以下顺序配置Nucleo-144板并启动演示应用程序（有关组件位置，请参见图4：顶部布局）：

1.检查跳线在板上的位置：
选择了JP1 OFF（PWR-EXT）（请参见第6.4.1节：来自STLINK /的电源输入 V2-1 USB连接器，了解更多详细信息）
选择了U5V（电源）上的JP3（有关更多详细信息，请参阅表7：外部电源）
选择了JP5 ON（IDD）（更多详细信息，请参见第6.7节：JP5（IDD））
选中CN4 ON（有关更多详细信息，请参阅表4：跳线的CN4状态）
2.为了正确识别来自主机PC的设备接口，并在连接开发板之前，请安装www.st.com/stm32nucleo网站上提供的Nucleo USB驱动程序。
3.要为电路板供电，请通过ST-LINK上的USB连接器CN1用USB电缆“ Type-A to Micro-B”将STM32 Nucleo-144电路板连接至PC。结果，绿色LED LD6（PWR）和LD4（COM）点亮，红色LED LD3闪烁。
4.按下按钮B1（左边蓝色按钮）。
5.通过单击按钮B1观察三个LED LD1至LD3的闪烁频率变化。
6.可在www.st.com/stm32nucleo网站上获得允许用户使用Nucleo功能的软件演示和几个软件示例。
7.使用可用的示例开发应用程序。

6 硬件布局和配置
STM32 Nucleo-144板采用144引脚LQFP封装围绕STM32微控制器进行设计。
图3显示了STM32及其外围设备（ST-LINK / V2-1，按钮，LED，USB，以太网，ST Zio连接器和ST morpho接头连接器）之间的连接。
图4和图5显示了这些功能在STM32 Nucleo-144板上的位置。
电路板的机械尺寸如图6和图7所示。

图3.硬件框图

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图4.顶部布局

图5.底视图

6.1 机械制图
空

6.2 可切割PCB
STM32 Nucleo-144开发板分为两部分：ST-LINK和目标STM32。可以切割PCB的ST-LINK部分，以减小电路板尺寸。在这种情况下，剩余的目标STM32部分只能由ST morpho连接器CN11上的VIN，E5V和3.3 V供电，或者由ST Zio连接器CN8上的VIN和3.3 V供电。通过ST morpho连接器上的CN6和SWD可用信号之间的连线（SWCLK CN11引脚15，SWDIO CN11引脚13和NRST CN11引脚14），仍然可以使用ST-LINK部件对STM32进行编程。

6.3 嵌入式ST-LINK / V2-1
ST-LINK / V2-1编程和调试工具集成在STM32 Nucleo-144板上。
ST-LINK / V2-1使mbed的STM32 Nucleo-144板成为mbed。

嵌入式ST-LINK / V2-1仅支持STM32设备的SWD。有关调试和编程功能的信息，请参考STM8和STM32的ST-LINK / V2在线调试器/编程器用户手册（UM1075），其中详细介绍了所有ST-LINK / V2功能以及ST概述-LINK衍生产品技术说明（TN1235）。

与ST-LINK / V2版本相比的更改如下所列。
ST-LINK / V2-1支持的其他功能：

• USB软件重新枚举
• USB上的虚拟com端口接口
• USB上的海量存储接口
• USB电源管理要求USB上的电流超过100mA

ST-LINK / V2-1不支持的功能：

• SWIM界面
• 最小支持的应用电压限制为3 V

根据跳线状态，有两种使用嵌入式ST-LINK / V2-1的不同方法（请参见表4）：

• 在板上编程/调试STM32
• 使用连接的电缆在外部应用板上编程/调试STM32 到SWD连接器CN6

表4.CN4跳线的状态

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6.3.1 嵌入式ST-LINK / V2-1
如果在安装驱动程序之前将STM32 Nucleo-144板连接到PC，则PC设备管理器可能会将某些Nucleo接口报告为“未知”。
为了从这种情况中恢复过来，在安装专用驱动程序后，必须在设备管理器中手动更新STM32 Nucleo-144板上找到的“未知” USB设备与此专用驱动程序的关联。
注意：建议继续使用USB复合设备

6.3.2 ST-LINK / V2-1固件升级
ST-LINK / V2-1内置了固件升级机制，可通过USB端口进行原位升级。由于固件可能会在ST-LINK / V2-1产品的生命周期内发展（例如，新功能，错误修复，对新微控制器系列的支持），因此建议将ST-LINK / V2-1固件保持在最新状态。

6.3.3 使用ST-LINK / V2-1对板载STM32进行编程和调试
要对板载STM32进行编程，请在连接器CN4上放置两个红色标记的跳线，如图9所示。不得使用CN6连接器，因为它可能会干扰与Nucleo-144板的STM32微控制器的通信。。
图9.连接STM32 Nucleo-144板以对板载STM32进行编程

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6.3.4 使用ST-LINK / V2-1编程和调试外部STM32应用
使用ST-LINK / V2-1在外部应用程序上对STM32进行编程非常容易。
只需从CN4卸下两个跳线帽，如图10所示，然后根据表5将应用程序连接到CN6调试连接器。
注意：当在外部应用中使用CN6引脚5时，SB111 NRST（目标STM32 RESET）必须为OFF。
表5.调试连接器CN6（SWD）

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6.4 电源和电源选择
电源可以由主机PC通过USB电缆提供，也可以由外部电源提供：CN8或CN11上的VIN（7 V-12 V），E5V（5 V）或+3.3 V电源引脚。如果使用VIN，E5V或+3.3 V为Nucleo-144板供电，则该电源必须符合标准EN-60950-1：2006 + A11 / 2009，并且必须是受限的安全超低电压（SELV）功率能力。
如果电源为+3.3 V，则ST-LINK未通电且无法使用。

6.4.1 来自ST-LINK / V2-1 USB连接器的电源输入
STM32 Nucleo-144板和屏蔽板可以通过在JP3的引脚3和4之间放置一个跳线，从ST-LINK USB连接器CN1（U5V）供电，如表8：与电源相关的跳线所示。请注意，在枚举USB之前，仅为ST-LINK部件供电，因为此时主机PC仅向开发板提供100 mA的电流。在进行USB枚举期间，STM32 Nucleo-144板需要300mA的电流流向主机PC。如果主机能够提供所需的电源，则为目标STM32微控制器供电，并且绿色LED LD6点亮，因此STM32 Nucleo-144板及其屏蔽最多消耗300 mA电流，而不是更多。如果主机无法提供所需的电流，则不为目标STM32微控制器和扩展板供电。结果，绿色LED LD6保持关闭状态。在这种情况下，必须按照下一节中的说明使用外部电源。
USB枚举成功后，通过置位PWR_EN引脚来启用ST-LINK U5V电源。该引脚连接到电源开关（ST890），后者为电路板供电。该电源开关还具有电流限制功能，以在电路板上发生短路时保护PC。如果板上出现过电流（大于500 mA），则红色LED LD5点亮。
JP1由USB（U5V）供电时根据电路板的最大电流消耗进行配置。可以将JP1跳线设置为ON，以通知主机PC最大电流消耗不超过100 mA（包括电位扩展板或ST Zio屏蔽）。在这种情况下，USB枚举将始终成功，因为向PC请求的电流不超过100 mA。表6总结了JP1的可能配置。
表6.JP1配置表

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注意：如果STM32 Nucleo-144板及其屏蔽层的最大电流消耗如果板卡的电流超过300 mA，则必须为STM32 Nucleo-144板卡供电。连接到E5V，VIN或+3.3 V的外部电源。
注意：如果开发板由USB充电器供电，则没有USB枚举，因此绿色的LED LD6永久保持OFF状态，并且目标STM32不供电。在这种特定情况下，必须将跳线JP1设置为ON，以便无论如何都可以为该板供电。但是无论如何，U4会将电流限制为500 mA（ST890）。

6.4.2 外部电源输入
根据所使用的电压，Nucleo-144板及其屏蔽板可以通过外部电源以三种不同的方式供电。表7总结了这三种电源。
当STM32 Nucleo-144板由VIN或E5V供电时，跳线配置必须如下：

• 使用E5V，则JP3的引脚1和引脚2闭合；使用VIN，则JP3的引脚5和引脚6上闭合
•JP1跳线断开

表7.外部电源

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可以通过跳线JP3选择5 V电源，如表8所示。
表8.电源相关跳线

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使用VIN或E5V作为外部电源

当使用VIN或E5V供电时，仍然可以仅使用ST-LINK进行编程或调试，但是必须先使用VIN或E5V为电路板供电，然后再将USB电缆连接至PC。这样，借助外部电源，枚举成功。
必须遵循以下电源顺序过程：
1.在E5V的引脚1和引脚2之间或在VIN的引脚5和引脚6之间连接跳线JP3
2.检查是否已删除JP1
3.将外部电源连接到VIN或E5V
4.接通外部电源的电源7 V <VIN <VIN至12 V，对于E5V为5 V
5.检查绿色LED LD6是否已打开
6.将PC连接到USB连接器CN1

如果不遵守此顺序，则可能首先通过USB（U5V）为电路板供电，然后通过VIN或E5V供电，因为可能会遇到以下风险：
1.如果电路板需要超过300 mA的电流，则可能会损坏PC或限制PC所提供的电流。因此，该板未正确供电。
2.枚举时要求300 mA（因为JP1必须为OFF），所以如果PC无法提供该电流，则存在拒绝该请求并且枚举不成功的风险。因此，该板未供电（LED LD6保持熄灭）。

外部电源输入：+ 3.3 V
当屏蔽板提供3.3 V电压时，直接将+3.3 V（CN8引脚7或CN11引脚16）用作电源输入是很有趣的。在这种情况下，由于ST-LINK未通电，因此无法使用编程和调试功能。
当电路板采用+3.3 V供电时，可能有两种不同的配置：

• 删除了ST-LINK（PCB切割）
• SB3（3.3 V稳压器）和SB111（NRST）关闭。

6.4.3 外部电源输出
当通过USB，VIN或E5V供电时，+ 5 V（CN8引脚9或CN11引脚18）可用作ST Zio屏蔽或扩展板的输出电源。在这种情况下，必须遵守表7：外部电源中指定的最大电源电流。
+3.3 V（CN8引脚7或CN11引脚16）也可用作电源输出。电流受调节器U6的最大电流能力限制（最大500 mA）。

6.5 LEDs
用户LD1：绿色的用户LED连接到与ST Zio D13对应的STM32 I/O PB0（SB120 ON和SB119 OFF）或PA5（SB119 ON和SB120 OFF）。
用户LD2：蓝色的用户LED连接到PB7。
用户LD3：红色的用户LED连接到PB14。
当I / O为HIGH时，这些用户LED点亮；当I / O为LOW时，这些用户LED熄灭。
LD4 COM：三色LED LD4（绿色，橙色，红色）提供有关ST-LINK通信状态的信息。 LD4默认颜色是红色。 LD4变为绿色，表明PC和ST-LINK / V2-1之间的通信正在进行，并具有以下设置：

•缓慢闪烁的红色/熄灭：在USB初始化之前开机
•快速闪烁的红色/熄灭：在PC与ST-LINK / V2-1之间的第一次正确通信之后（枚举）
•红色LED指示灯亮：当PC与ST-LINK / V2-1之间的初始化完成时
•绿色LED指示灯亮：目标通信成功初始化后
•红色/绿色闪烁：与目标设备通信期间
•绿灯常亮：交流成功
•橙色常亮：通信失败

LD5 USB电源故障：LD5指示USB上的电路板功耗超过500 mA，因此用户必须使用外部电源为电路板供电。
LD6 PWR：绿色LED指示灯指示STM32部件已通电，并且CN8引脚9和CN11引脚18可用+5 V电源。
LD7和LD8 USB FS：请参见第6.10节：USB OTG FS或设备

6.6 按钮
B1用户：默认情况下，用户按钮已连接到STM32微控制器的I/O PC13（支持篡改，SB173 ON和SB180 OFF）或PA0（唤醒支持，SB180 ON和SB173 OFF）。
B2复位：此按钮连接到NRST，用于复位STM32微控制器。

6.7 JP5 (IDD)
跳线JP5（标记为IDD）用于通过卸下跳线并连接电流表来测量STM32微控制器的功耗：

•JP5开启：STM32通电（默认）
•JP5 OFF：必须连接一个电流表以测量STM32电流。如果没有电流表，STM32未通电

为了获得正确的电流消耗，应将以太网PHY设置为掉电模式或删除SB13。有关详细信息，请参见第6.11节：以太网。

6.8 OSC时钟
6.8.1 OSC时钟供应
有四种方法可以配置与外部高速时钟（HSE）对应的引脚：
来自ST-LINK的MCO（默认）：ST-LINK的MCO输出用作输入时钟。这个频率无法更改，固定为8 MHz，并连接到STM32微控制器的PF0 / PH0-OSC_IN。配置必须是：

– SB148 断开
– SB112和SB149 闭合
– SB8和SB9 断开

X3晶体的HSE板载振荡器（未提供）：有关典型频率及其电容和电阻的信息，请参考STM32微控制器数据表以及STM8S，STM8A和STM32微控制器的振荡器设计指南，关于振荡器设计的应用笔记（AN2867）。 X3晶体具有以下特性：8 MHz，8 pF，20 ppm。建议使用NIHON DEMPA KOGYO CO.,LTD。制造的NX3225GD-8.000MEXS00A-CG04874。
配置必须是：：

– SB148和SB163 断开
– SB8和SB9焊接
– C37和C38与4.3 pF电容器焊接
– SB112和SB149 断开

来自外部PF0 / PH0的振荡器：来自外部振荡器的CN11连接器的引脚29。配置必须是：

– SB148 闭合
– SB112和SB149 断开
– 移除B8和SB9

未使用HSE：PF0 / PH1和PF1 / PH1用作GPIO，而不是时钟。配置必须是：

– SB148和SB163闭合
– SB112和SB149（MCO）断开
– 移除SB8和SB9

6.8.2 OSC 32 KHz时钟电源
可通过以下三种方式配置与低速时钟（LSE）对应的引脚：
•板载振荡器（默认）：X2晶体。有关STM32微控制器的振荡器设计指南，请参考STM8S，STM8A和STM32微控制器的振荡器设计指南应用笔记（AN2867）。建议使用Nihon Dempa Kogyo CO,LTD。的NX3214SA-32.768KHZ-EXS00A-MU00525（32.768 kHz，6 pF负载电容，200 ppm）。

注意：对于STM32F0和STM32F3系列，由于电路板上晶体的负载电容为6 pF，建议使用LSE的低驱动模式配置（LSEDRV寄存器中的低驱动能力）。
外部PC14的振荡器：外部振荡器通过CN11连接器的引脚25。配置必须是：

– SB144和SB145 闭合
– 移除R37和R38

不使用LSE：PC14和PC15用作GPIO而不是低速时钟。配置必须是：

– SB144和SB145闭合
– 移除 R37和R38

6.9 USART通讯
STM32的PD8和PD9上可用的USART3接口可以连接到ST-LINK或ST morpho连接器。通过设置相关的焊桥可以更改选择。默认情况下，目标STM32和ST-LINK之间的USART3通信处于启用状态，以支持mbed的虚拟COM端口（SB5和SB6 ON）。

表9.USART3 引脚

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6.10 USB OTG FS or device
STM32 Nucleo-144板通过连接到VBUS的USB Micro-AB连接器（CN13）和USB电源开关（U12）支持USB OTG或设备全速通信。
注意：NUCLEO-F303ZE开发板仅支持USB设备FS。所有其他STM32 Nucleo-144板均支持USB OTG。

警告：USB > Micro–AB连接器（CN13）无法为Nucleo-144板供电。为避免损坏STM32，必须在连接CN13上的USB电缆之前给Nucleo-144供电。否则有在STM32 I/O上注入电流的风险

在以下情况之一中，绿色的LED LD8点亮：

• 电源开关（U12）处于打开状态，并且STM32 Nucleo-144板用作USB主机
• 当STM32 Nucleo-144板用作USB设备时，VBUS由另一个USB主机供电。

如果在USB主机模式下在VBUS上启用+5 V，则发生过电流时，红色LED LD7点亮。

注意事项：
1.使用USB OTG或主机功能时，建议通过外部电源为Nucleo-144板供电。
2.使用USB OTG FS时，JP4必须为ON。

NUCLEO-F303ZE板不支持OTG功能，但通过USB Micro-AB连接器（CN13）支持USB 2.0全速设备模式通信。 USB断开连接仿真由PG6实现，该控件控制USB D+线上的1.5 K上拉电阻（R70）。由于R62和R63电阻之间的桥接，PG7上可以检测USB连接器（CN13）上的5V电源。

表10.USB 引脚配置

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ESD保护部分ESDA6V1BC6在USB端口上实现，因为STM32上的所有USB引脚都可以用作STM32 Nucleo-144板上的VBUS或GPIO。
注意：如果这些引脚仅专用于USB端口，则USBLC6-4SC6保护部分更适合于保护USB端口。如果不使用USB引脚ID，则可以使用USBLC6-2SC6。

6.11 以太网 Ethernet
STM32 Nucleo-144板通过PHY LAN8742A-CZ-TR（U9）和RJ45连接器（CN14）支持10M / 100M以太网通信。以太网PHY通过RMII接口连接到STM32微控制器。 PHY RMII_REF_CLK产生STM32微控制器的50MHz时钟。

注意事项：
1.NUCLEO-F303ZE，NUCLEO-F412ZG，NUCLEO-F413ZH，NUCLEO-F446ZE和NUCLEO-F722ZE不支持以太网功能。
2.使用以太网时，JP6和JP7必须为ON。
3.以太网PHY LAN8742A应该设置为掉电模式（在这种模式下，以太网PHY参考时钟关闭），以实现预期的低功率模式电流。这是通过将以太网PHY LAN8742A基本控制寄存器（位于地址0x00）的位11（掉电）配置为1来完成的。也可以删除SB13以获得相同的效果。

表11.以太网引脚

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6.12 焊接跳线
SBxx位于Nucleo-144板的顶层，而SB1xx位于底层。
表12.焊接跳线

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STM32 Nucleo-144板上存在的所有其他焊桥均用于配置多个I / O和电源引脚，以实现功能和引脚与所支持的目标STM32的兼容性。
根据支持的目标STM32，STM32 Nucleo-144板出厂时已配置了焊桥。

6.13 扩展连接器
对于每个STM32 Nucleo-144板，下图显示了默认情况下连接到ST Zio连接器（CN7，CN8，CN9，CN10）的信号，包括对ARDUINO®Uno V3的支持。
此部分请参考实际的Nucleo 板以及手册。

6.14 ST Zio连接器
CN7，CN8，CN9和CN10的顶部连接器为母头，底部连接器为**。它们包括对ARDUINO®Uno V3的支持。大多数为ARDUINO®Uno V3设计的屏蔽都可以安装到STM32 Nucleo-144板上。
为了应对ARDUINO®Uno V3，请进行以下修改：

•SB138和SB143应该为开。
•SB140/147/150/157/167/171应该为OFF，以将I2C连接到A4（引脚5）和A5（CN9的引脚6）上。

注意：1 STM32微控制器的I / O兼容3.3 V，而不是ARDUINO®Uno V3的5V。
注意：2在使用CN7引脚6上提供VREF +电源的ARDUINO®屏蔽之前，必须先移除SB12。有关SB12的详细信息，请参见表12：焊桥。
表13至表20显示了ST Zio连接器上每个STM32微控制器的引脚分配。

引脚功能看数据手册。

6.14 ST morpho连接器
ST morpho连接器包含**连接器封装CN11和CN12（默认情况下未焊接）。它们用于将STM32 Nucleo-144板连接到扩展板或放置在STM32 Nucleo-144板顶部的原型/包装板。 STM32的所有信号和电源引脚均在ST morpho连接器上提供。该连接器也可以通过示波器，逻辑分析仪或电压表进行探测。
表21和表22列出了ST morpho连接器上每个STM32的引脚分配。
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转载：fafuwxm