[NUCLEO-L011]NUCLEO-L011开发板评测

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NUCLEO-L011评测

STM32的产品线似乎越来越长，不知道能不能照顾得过来。不过这些不是我们应该担心的事，作为产品研发人员，你要关心的重点在于：ST又为我们提供了什么好的新东西，都有哪些特性，能不能满足咱产品的需求，同时在价格、性能、功耗之间做一个选择。
索取样片、画PCB，做评估板，也许是你生活中的一部分了。不过ST也想到了这一点，给你官方的评估板，让你折腾。
在林林总总的MCU生产厂商中，要说评估板的类型、覆盖程度，ST应该算是NO. 1了吧！从最初的DISCOVERY板到NUCLEO板，然后再到NUCLEO板的分化演变，变成了今天的NUCLEO32，NUCLEO64和NUCLEO144，不可谓不用心。
NUCLEO32是NUCLEO系列中的小弟，价格便宜，体积小巧，功能足够！今天拿到的NUCLEO-L011K4就是其中一款，好好体验一把！



一、初识

外观

NUCLEO32素有拇指板之称，小到和拇指一样。


包装盒，简单、环保


拆开包装后，发现开发板只有拇指大小，正面是STM32L011K4T6 MCU


背面是啥，STLINK/V2-1，用来下载/调试用的


MCU特写，注意到一个细节，以往的芯片都是以ST开头，这里换成了ES开头，仅仅是编号的改变么？
拇指板的优势在于小，灰常的小！要用它来做个小控制器，随便塞到一个小空间里，不占地!

特性

NUCLEO32虽小，但内涵不错。
* MCU使用的是STM32L011K4T6，基于CORTEX-M0+，16KB/2KB的FLASH/SRAM组合
* ARDUINO NANO扩展接口
* 板载STLINK/V2-1，调试/供电二合一
* 3个LED灯，用于指示电源、通讯及用户编程
* 复位按键，太小了，小得几乎找不到
STM32L011K4T6的特性在于低功耗，据官方资料介绍，主要有以下特色
* ?0.23 μA Standby mode (2 wakeup pins)
* ?0.34 μA Stop mode (16 wakeup lines)
* ?0.67 μA Stop mode + RTC + 2 KB RAM retention
* ?Down to 79 μA/MHz in Run mode
* ?5 μs wakeup time (from Flash memory)
* ?1 μA 12-bit ADC conversion at 10 ksps
这些指标看起来确实令人心动。当然不止如此，麻雀虽小，其它外设一应俱全。多达10路12位ADC通道，两个超低功耗比较器。7通道DMA控制器，支持ADC,SPI, I2C等操作。2个USART接口，1个SPI接口，一个I2C接口，多达8个定时器，不过似乎在NUCLEO-L011上并没有全部引出。
一般的控制应用应该差不多了。

二、上电

NUCLEO-L011使用MICRO USB母头接口，兼供电和通信之用。准备一根USB转MICRO USB公头数据线，连接好设备。
上电后，USB开始枚举设备，直到与PC端协商成功后才会给开发板供电。连接上PC后，发现两个东西


这个新出现的盘符是用来结合MBED编程用的。


这个表明你的驱动没有安装成功。到ST官方去下载STLINK驱动，如果安装了MDK开发环境的话，MDK安装目录下面也有的。


安装驱动


装好驱动后的设备管理器
一切正常，看看开发板，几个指示灯应该会亮。LD1和LD2常亮，LD3开始闪烁。按官方说明，拔掉开发板上的跳线帽，指示灯的闪烁频率开始变化。当然这一切都是内部代码在控制着。

三、试用

STM32开发板均支持丰富的开发环境。经典的MDK，IAR自是不用说；ARM自家发起的MBED云端开发环境，可以像使用ARDUINO一样来使用STM32。除此之外，基于ECLIPSE的开发环境如AC6，使用起来亦非常方便。
关于库函数的支持，ST官方最初使用的是STD库，即标准库。不过STD库从3.5之后就不再更新，转而使用新型的HAL库，从名字可以看出，这是基于硬件抽象层设计理念的一种函数库，目的是为了更好的抽象硬件层，尽可能将硬件底层细节进行封装，提供更高层的功能库。这样也便于硬件移植。为了和HAL库配合，进一步减少程序员的负担，ST还推出了STM32CUBEMX代码生成工具，在熟悉了底层的基本硬件工作原理之后，使用简单的指点鼠标即可完成一个工程的框架。注意这里指的是工程框架，而不是逻辑代码本身。毕竟，STM32CUBEMX还没有聪明到和人类大脑一样。关于STM32CUBEMX及HAL库的相关介绍，请参考官方资料。
对于大部分MCU开发板而言，准备开发之前，需要了解一些硬件的配置，特别是时钟的配置。
NUCLEO-L011默认没安装HSE，但配备了32.76K的LSE。所以要配置时钟树的话，选择HIS似乎是不二选择。不过STM32的L系列引进了一种新的时钟，称之为MSI。MSI是multispeed internal的简称，源自内部晶振，当系统复位及从待机模式唤醒时均默认使用MSI时钟。在L011中，MSI共有七种频率可选，通过RCC_ICSCR 寄存器中的MSIRANGE[2:0] 来进行选择。MSI主要用于低功耗应用场景。

试用一：点个灯

点灯似乎已成第一个程序的惯例，类似于C的HELLO WORLD程序。本文未能免俗，暂借一灯大师的法号一用，用后归还，不敢以大师自居！

代码片段：时钟配置参数，HSI16经配置后SYSCLK值为32MHZ


简单的点灯代码

试用二：定时

简单的点灯实在泛善可陈，不过定时器就不同了，可以完成很多的功能。比如生成PWM输出，用来控制电机的好手啊。下面就来试试。使用TIM2，TIM2内部挂接在APB1总线上，APB1最大可配置为32MHZ工作频率。定时器的配置稍复杂一点，下面放上STM32CUBEMX的截图


上述配置生成1KHZ的PWM波，占空比为30%。
测试结果如下


大体准确，只是在US级别会有几个误差。官方文档中特意提到了，如果在使用UART时，如果波特率大于9600，则建议使用STLINK引出的MCO做为MCU的外部时钟频率，这样准确率会更高。这一条应该适用于整个开发板。

试用三：低功耗

关于低功耗，可以使用固件库中的例程来进行测试。固件库中包含丰富的测试例程，具体例程如下

打开PWR_STANDBY中的测试例程，编译并下载到开发板，然后进行电流测试。由于没有精密的电流测试仪器，所以用万用表做一个简单的检测。代码上电后处于RUN模式，LD3点亮。5S过后，系统进入STANDBY模式，两次测试所得结果如下


RUN模式下的电流值


STANDBY模式下的电流值，与官方标称的0.23uA略有差别，但在可接受范围之内
其它低功耗模式未一一测试。管中窥豹，总体特性可见一斑。

结论

NUCLEO-L011评估板基于CORTEX-M0+内核，属于低功耗中的新品。开发板体积小巧，可以直接集成到需要MCU控制器的应用中。在如此小的体积中，还集成了STLINK/V2-1，使得程序下载和调试非常方便，这也是NUCLEO系列板标配。
默认情况下，NUCLEO32板均未配置外部晶振，部分型号配置了LSE外部晶振。在需要高精度时钟的情况下，可以使用STLINK引出的MCO做为外部时钟源，这种设计还是很方便的。
STM32L系列低功耗特性令人印象深刻，MSI时钟的引入，为低功耗模式开启了另一种可能。
附录
STM32L011K4介绍：http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32l0-series/stm32l0x1/stm32l011k4.html
NUCLEO-L011介绍：http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/CL1620/SC959/SS1532/LN1847/PF262595?s_searchtype=partnumber

wufeijian

不错，可惜我没有申请到

supermiao123

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huaiqiao

N神，V5.又看到你的帖子了。O(∩_∩)O哈哈~

netlhx

谢谢

netlhx

huaiqiao 发表于 2016-5-12 00:46
N神，V5.又看到你的帖子了。O(∩_∩)O哈哈~

同乐同乐