STM32 NUCLEO开发平台是ST在2014年最新发布的易用性好、可扩展性佳的低成本平台。开发平台具有mbed功能支持，提供Arduino接口，还提供ST Morpho扩展排针，可连接微控制器的所有周边外设,可以利用Arduino巨大生态系统的优势，通过Arduino shield 板快速评估包括以太网、LCD 显示器、GSM 语音及数据通信、ZigBee 通信、WiFi 网络连接、电机控制、音乐及声音合成器等多种应用。
如果之前不了解Nucleo平台，可以先看看爱板网之前发过的NUCLEO开发板评测文章
- 从繁至简，颠覆传统设计的云端开发——极具性价比的STM32F401 Nucleo开发板评测
- 适用于多领域的M0“云”开发板——STM32F072 Nucleo评测
- Nucleo家族新成员——ST Nucleo-F411RE开发板评测
相比以前的Discovery系列套件，NUCLEO开发平台有三大方面的显著特性：
- 统一的硬件PCB设计，真正做到一板多用。意味着只要手中有一个NUCLEO硬件平台，就可以通过更换MCU芯片的方式，评估STM产品5大系列10款产品。
三个板子对比图，看一下，你能找到区别吗？
- 支持mbed云端开发方式。mbed是一个面向ARM处理器的原型开发平台，它具体包括免费的软件库（SDK），硬件参考设计（HDK）和在线工具（Web）三部分内容。它的宗旨是让ARM和Arduino一样简单用,cortex和AVR一样开发。
- 带有ST Morpho 扩展排针和Arduino Uno Revision 3插座。通过Morpho 扩展排针可以挂接多种扩展应用板，通过Arduino Uno Revision 3接口，可以连接数十个兼容 Arduino 的扩展板，实现多种应用开发。
总体来说，NUCLEO系列开发平台构建了一个新型的生态系统，并融入一个更大的ARM生态圈。结合mbed的云端优势和Arduino接口丰富的资源，NUCLEO开发更加简单，应用也更加多样化。到目前为止，ST意法半导体一共推出了10种Nucleo开发板，基本上定价都在10美元左右，如下图所示。
今天向大家介绍的是最新的Nucleo-F091RC开发板，基于Cortex-M0内核的F0微控制器，可以说是STM32F0（STM32F0系列产品）系列里目前性能最强大的Nucleo开发板。和之前我们评测过的Nucleo-F072RB开发板非常相似，两种开发板的核心微控制器相比差别非常小。
STM32F091RC（STM32F091RC数据手册）相比STM32F072RB（STM32F072RB数据手册）来说片上FLASH和SRAM容量更大，足以实现Java堆栈，能够运行通常只有大存储容量或昂贵产品才能运行的复杂应用软件，带来令人满意的用户体验。它克服了目前定位在经济型应用的同类产品的限制，可提供多达8通用同步/异步串行接收/发送器(USART, Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)，为车载音响或三相电表等应用节省多路复用通信端口。
Nucleo-F091RC开发板硬件上由全新设计的ST-LINK/V2-1仿真器和MCU核心板组成。
Nucleo-F091RC开发板整体做工细腻，用料考究，采用白色阻焊和魅蓝色丝印，让人眼前一亮，相比Discovery系列的传统绿油白字，拥有更佳的色彩体验感。在PCB外形方面，Nucleo开发板相比Discovery系列有较大变化，
- 首先在ST-LINK/V2-1仿真器和MCU核心板 之间增加了隔离槽，可以将两者分开，仿真器单独使用；
- 其次，在MCU核心板上增加了3处定位孔，可安装半径3mm螺丝铜柱；
- 最后，MCU核心板底部采用突出外形，对应于Arduino 开发板机械外形。
ST-LINK/V2-1仿真器带有独立的SWD仿真接口，可通过跳线开关设定来仿真板上或者外部MCU器件。相比Discovery系列搭载的ST-LINK/V2仿真器，ST-LINK/V2-1仿真器采用全新的PCB布局，以STM32F103CBT6（STM32F103CBT6数据手册）为核心控制器，除了调试接口（SWD）外，额外实现虚拟串口和存储设备(Mass storage)接口二种功能，其中存储设备接口功能可将板载的MCU的FLASH虚拟成存储设备，只需要将各种开发环境编译生成的bin文件复制到存储设备中，就可实现程序下载，主要针对mbed功能应用。另外，还支持USB软件的重新枚举功能，并且枚举成功后，可为MCU核心板提供大于100mA至最大300mA电流。
MCU核心板设计简洁，板载一个复位按钮，一个用户按钮和一个绿色LED灯。板载微控制器为STM32F091RCT6，LQFP64脚封装。
- ARM Cortex-M0 CPU up to 48MHz
- 256 KB Flash
- 32 KB SRAM
- 12位 ADC 1 Msps最大16 channels
- 最大 12个定时器
- 2x I2C, 8x USARTs,2x SPIs, CAN
- 96位唯一 ID
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Nucleo-F091RC开发板采用多种供电方式。
- USB总线接口(VBUS)供电。ST-LINK/V2-1枚举成功后，通过一个STS7PF30L型P-MOS管芯片开关来实现对MCU核心板供电，或者通过SB1锡桥设置来直接为MCU核心板供电。
- 灵活的外部3.3V/ 5V/ 7-12V电源供电。采用一片LDO芯片LD1117S50TR（LD1117S50TR数据手册）实现 7-12V电压输入，5V@最大800mA电流输出；采用LD39050PU33R（LD39050PU33R数据手册）芯片实现5V输入3.3V@最大500mA电压输出。
通过MCU核心板上的JP6跳线开关可以测量MCU核心板的电流消耗。在采用USB供电时，正常运行程序时，电流消耗为1.18mA。
ST Nucleo-F091RC开发板通过Morpho和Arduino接口支持多种扩展板，例如：
- X-NUCLEO-IDB04A1 蓝牙套件
- X-NUCLEO-IHM01A1 步进电机套件
- X-NUCLEO-IKS01A1MEMS传感器套件
- X-NUCLEO-NFC01A1NFC套件
- Adafruit 1.8" TFT LCD shield扩展板
想要更进一步了解比较Nucleo开发板可以查看 STM32-NUCLEO开发平台全方位解析。
Nucleo开发板的资源特别丰富，在开始使用之前可以去下面网站找到大量Nucleo-F091RC开发板的相关资源。
- ST MCU社区
- ST官网Nucleo-F091RC
- ARM mbed平台
也可以参考STM32-NUCLEO开发平台资料准备好各种资源。
驱动安装及硬件准备
给ST Nucleo-F091RC开发板上电前，先去ST社区下载ST-LINK/V2-1驱动或者去ST官网下载STM32 ST-LINK utilityV3.5.0 , 这里还要下载虚拟串口驱动STM32 Virtual COM Port Driver, 安装好这些驱动，给ST Nucleo-F091RC开发板上电后，在PC机上，打开我的电脑/属性/设备管理器，会看到
这三个地方识别到调试接口，虚拟串口和存储设备了。在我的电脑中，会出现一个容量为256K大小的U盘盘符。它固定占用16k容量，存储文件内容如下：
这个支持MBED开发环境。打开安装好的ST-LINK utility软件，点击界面上的链接按钮，如果出现下面的信息，表明ST Nucleo-F091RC开发板驱动安装成功了，硬件已经准备好。
多种IDE软件开发方式
ST Nucleo系列开发平台最大的特色之处在于焕然一新的软件开发方式。除了支持传统的IDE开发环境比如KEIL-MDK/IAR-EWARM/ TrueSTUDIO外，增加了在线的mbed开发环境和STM32Cube软件支持。其中STM32Cube 是一个全面的软件平台，包括了ST产品的每个系列，平台包括了STM32Cube 硬件抽象层和一套的中间件组件(RTOS, USB, FS, TCP/IP, Graphics, 等等)。它由两部分组成,
- 一是 PC端的图形化配置工具：STM32CubeMX；
- 二是基于STM32上的完备固件集合：STM32Cube库STM32Cube_FW_F0_V1.1.0。
相信将来，ST将会逐步放弃对标准固件库的更新，全面转向STM32Cube完备固件库。
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mbed云端--最快捷的开发方式。无需安装IDE软件，而且有非常多模板可以快速的上手。第一次使用时需要注册账号，之后就可以按照模板开始自己的设计。可以参考从繁至简，颠覆传统设计的云端开发——极具性价比的STM32F401 Nucleo开发板评测了解在线mbed的使用。
注册成功后，进入的界面是这样子。通过新设计，可以建立多种基于模板或者空白模块的程序。
这里选择一个通过虚拟串口打印字符到PC机上的模板进行说明，设置工程名：Nucleo_printf。
确认后，自动生成一个工程文件，main.cpp文件如下，串口格式：9600-8-N-1。代码是C++格式。
点击上图中的编译按钮，编译完成后，会自动生成bin文件，并提示进行保存
将这个bin文件复制到U盘内，即可实现程序的下载，真是超级简单!
将板卡复位一下，程序就会自动运行了，每次复制bin文件到U盘都会实现程序固件的更新，这种“新颖”的下载方式也是NUCLEO系列平台的一个特色。
打开串口终端，设置好9600波特率,8位数据，1停止位，无校验，然后就可以看到Nucleo-F091RC开发板发送的信息了
KEIL-MDK+标准固件库--最熟悉的开发方式。这种开发方式是最传统的方式，也是最熟悉的方式，只要下载到标准固件库：STM32F0xx_StdPeriph_LibV1.4.0，参考搭建STM32-NUCLEO-KEIL-MDK工程模板的方法，就可以快速实现程序开发，因为STM32F091（STM32F091系列产品）系列芯片刚推出不久，KEIL-MDK内部没有此系列型号，需要找到路径STM32F0xx_StdPeriph_LibV1.4.0\Utilities\Third_Party\Toolchains_STM32F091_Patches中的补丁工具MDK-ARM STM32F09x_256k _Support_V1.0，将型号信息安装到KEIL-MDK软件中，这里安装到了KEIL-MDKV4.73版本中。建立如下工程模板
并在KEIL-MDK中实现如下文件，编译下载。这里实现了LED灯/串口打印/中断按键的驱动
在串口助手上打印信息如下：
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STM32CubeMX + CubeF0完备固件库—最潮流的开发方式。采用STM32Cube软件开发，还是离不开KEIL-MDK/IAR-EWARM/ TrueSTUDIO等IDE开发环境的支持。所以，在此之前，必须要安装MDK-ARM STM32F09x_256k _Support_V1.0类的补丁工具。
STM32CubeMX是一款图形化工具，它用于STM32初始化代码的配置。它可以直观地进行STM32型号和板卡选择；进行图形化外设资源配置；C代码项目产生，并且它可以很好地支持Eclipse，作为一个插件使用。
在使用前，要安装好java软件 才能安装该软件。打开界面后，有【MCU】和【Board】两个选项，这里选择【Board】选项。在【MCU Series】里面选择STM32F0，在【Type of Board】里面选择Nucleo，通过这样的筛选，会看到有3款NUCLEO开发板在列，这里选择NUCLEO-F091RC，在显示绿色的可用外设中，设置button数量1个，Led数量1个。
在引脚配置中，为用到的引脚会以黑色显示。不同的外设和特殊功能引脚颜色不同。
在配置选项中，可以选择是否使用FATFS文件系统或者FREERTOS等。
在时钟配置界面，可以修改时钟频率，作用等同STM32F0xx_Clock_Configuration_V1.0.1
通过点击矩形方框中的资源模块进行分类详细配置
一个针对GPIO引脚的具体配置
最后的配置是针对电源功耗的计算，里面有不同种类锂电池可以选择。
点击工程界面的【Generate Code】选项，
在工程设置里面，设置好输出工程名，输出工程文件路径和IDE开发环境等。STM32Cube_FW_F0_V1.1.0要设置好对应的目录，否则无法正确输出。【Code Generator】里面保持默认选项即可。
产生的工程文件夹内容
这里是可以直接下载的，只不过仅是外设的初始化代码，需要自行增加用户代码。
STM32Cube_FW_F0_V1.1.0是STM32Cube系列软件中针对F0的完备固件库。它在结构上比原来的标准固件库增加一个中间件部分。硬件抽象层STM32F0xx_HAL_Driver和原来的标准固件库类似，注重不同系列型号中硬件资源配置代码的兼容性。通过这样的方式，可以更好地降低STM32开发门槛，增加不同系列型号软件代码的通用性，可移植性。
在STM32Cube_FW_F0_V1.1.0的工程文件夹中，可以找到ST Nucleo-F091RC开发板文件夹
打开演示文件夹，打开KEIL-MDK工程文件
可以看到资料齐全的各种驱动代码，借助这些经过验证的代码，快速实现产品开发。
编译后，即可下载，因为手头没有Adafruit 1.8" TFT LCD shield扩展板，只能看到LED灯闪烁。
小结
介绍了最新的Nucleo-F091RC开发板，10美元左右的价格使它成为性价比很高的开发套件。全新设计的ST-LINK/V2-1仿真器，全扩展接口以及Arduino兼容接口使得Nucleo开发板应用更加多样化。支持各种常用开发软件及在线mbed平台使得Nucleo开发板更加容易上手。统一化的硬件设计风格，让用户可用最低的成本评估5大系列10款产品。STM32Cube系列软件更是带给广大工程师崭新的开发体验，未来采用STM32Cube完备固件库开发将是一种必然的趋势。总体而言，Nucleo-F091RC开发板是一款非常好的ARM Cortex-M0入门学习套件。
参考资料
- 从繁至简，颠覆传统设计的云端开发——极具性价比的STM32F401 Nucleo开发板评测
- 适用于多领域的M0“云”开发板——STM32F072 Nucleo评测
- Nucleo家族新成员——ST Nucleo-F411RE开发板评测
- ST MCU社区
- ST官网Nucleo-F091RC
- ARM mbed平台
STM32 NUCLEO开发平台是ST在2014年最新发布的易用性好、可扩展性佳的低成本平台。开发平台具有mbed功能支持，提供Arduino接口，还提供ST Morpho扩展排针，可连接微控制器的所有周边外设,可以利用Arduino巨大生态系统的优势，通过Arduino shield 板快速评估包括以太网、LCD 显示器、GSM 语音及数据通信、ZigBee 通信、WiFi 网络连接、电机控制、音乐及声音合成器等多种应用。
如果之前不了解Nucleo平台，可以先看看爱板网之前发过的NUCLEO开发板评测文章
- 从繁至简，颠覆传统设计的云端开发——极具性价比的STM32F401 Nucleo开发板评测
- 适用于多领域的M0“云”开发板——STM32F072 Nucleo评测
- Nucleo家族新成员——ST Nucleo-F411RE开发板评测
相比以前的Discovery系列套件，NUCLEO开发平台有三大方面的显著特性：
- 统一的硬件PCB设计，真正做到一板多用。意味着只要手中有一个NUCLEO硬件平台，就可以通过更换MCU芯片的方式，评估STM产品5大系列10款产品。
三个板子对比图，看一下，你能找到区别吗？
- 支持mbed云端开发方式。mbed是一个面向ARM处理器的原型开发平台，它具体包括免费的软件库（SDK），硬件参考设计（HDK）和在线工具（Web）三部分内容。它的宗旨是让ARM和Arduino一样简单用,cortex和AVR一样开发。
- 带有ST Morpho 扩展排针和Arduino Uno Revision 3插座。通过Morpho 扩展排针可以挂接多种扩展应用板，通过Arduino Uno Revision 3接口，可以连接数十个兼容 Arduino 的扩展板，实现多种应用开发。
总体来说，NUCLEO系列开发平台构建了一个新型的生态系统，并融入一个更大的ARM生态圈。结合mbed的云端优势和Arduino接口丰富的资源，NUCLEO开发更加简单，应用也更加多样化。到目前为止，ST意法半导体一共推出了10种Nucleo开发板，基本上定价都在10美元左右，如下图所示。
今天向大家介绍的是最新的Nucleo-F091RC开发板，基于Cortex-M0内核的F0微控制器，可以说是STM32F0（STM32F0系列产品）系列里目前性能最强大的Nucleo开发板。和之前我们评测过的Nucleo-F072RB开发板非常相似，两种开发板的核心微控制器相比差别非常小。
STM32F091RC（STM32F091RC数据手册）相比STM32F072RB（STM32F072RB数据手册）来说片上FLASH和SRAM容量更大，足以实现Java堆栈，能够运行通常只有大存储容量或昂贵产品才能运行的复杂应用软件，带来令人满意的用户体验。它克服了目前定位在经济型应用的同类产品的限制，可提供多达8通用同步/异步串行接收/发送器(USART, Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)，为车载音响或三相电表等应用节省多路复用通信端口。
Nucleo-F091RC开发板硬件上由全新设计的ST-LINK/V2-1仿真器和MCU核心板组成。
Nucleo-F091RC开发板整体做工细腻，用料考究，采用白色阻焊和魅蓝色丝印，让人眼前一亮，相比Discovery系列的传统绿油白字，拥有更佳的色彩体验感。在PCB外形方面，Nucleo开发板相比Discovery系列有较大变化，
- 首先在ST-LINK/V2-1仿真器和MCU核心板 之间增加了隔离槽，可以将两者分开，仿真器单独使用；
- 其次，在MCU核心板上增加了3处定位孔，可安装半径3mm螺丝铜柱；
- 最后，MCU核心板底部采用突出外形，对应于Arduino 开发板机械外形。
ST-LINK/V2-1仿真器带有独立的SWD仿真接口，可通过跳线开关设定来仿真板上或者外部MCU器件。相比Discovery系列搭载的ST-LINK/V2仿真器，ST-LINK/V2-1仿真器采用全新的PCB布局，以STM32F103CBT6（STM32F103CBT6数据手册）为核心控制器，除了调试接口（SWD）外，额外实现虚拟串口和存储设备(Mass storage)接口二种功能，其中存储设备接口功能可将板载的MCU的FLASH虚拟成存储设备，只需要将各种开发环境编译生成的bin文件复制到存储设备中，就可实现程序下载，主要针对mbed功能应用。另外，还支持USB软件的重新枚举功能，并且枚举成功后，可为MCU核心板提供大于100mA至最大300mA电流。
MCU核心板设计简洁，板载一个复位按钮，一个用户按钮和一个绿色LED灯。板载微控制器为STM32F091RCT6，LQFP64脚封装。
- ARM Cortex-M0 CPU up to 48MHz
- 256 KB Flash
- 32 KB SRAM
- 12位 ADC 1 Msps最大16 channels
- 最大 12个定时器
- 2x I2C, 8x USARTs,2x SPIs, CAN
- 96位唯一 ID
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