很早就想寫這樣一篇Nucelo系列開(kāi)發(fā)板的對(duì)比，但是因?yàn)楦鞣N原因拖延下來(lái)。正好穎展電子元器件做 Nucleo-L432KC 開(kāi)發(fā)板的評(píng)測(cè)活動(dòng)，就借這個(gè)機(jī)會(huì)寫了。外形我們先看看三種Nucleo系列開(kāi)發(fā)板的對(duì)比圖，從左到右依次是Nucleo-L432KC、Nucleo-F091RC、Nucleo-F746ZG，可以看到它們風(fēng)格很一致，都是白底藍(lán)字，CPU在中間，兩邊是擴(kuò)展接口。

三種開(kāi)發(fā)板的大小差異很大，尺寸上Nucleo-144是70x135mm，Nucleo-64是70x82mm，Nucleo-32是19x51mm，Nucleo-64板子的寬度和Nucleo-144相同，都是70mm。三種板子的面積的比例大約是 1 : 5.9 : 9.8。從PCB工藝看，Nucleo-64是雙層板，Nucleo-32是4層板，而Nucleo-144是6層板。以太網(wǎng)從功能上看，Nucleo-144多出了一個(gè)以太網(wǎng)接口，相比Nucleo-64多出來(lái)的面積，大部分都是以太網(wǎng)相關(guān)的。U11是變壓器，U10是ESD保護(hù)，U9是以太網(wǎng)控制器為了減少板子的整體厚度，Nucleo-144采用了半沉結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)插座，這樣減少了約1/3的插座高度。

仿真器Nucleo系列開(kāi)發(fā)板上都帶有STLink/V2仿真器，它支持Mbed規(guī)定的三種主要功能：虛擬串口Mbed虛擬磁盤仿真器Nucleo-32的板載仿真器ST-Link不支持外連，而Nucleo-64和Nucleo-144都是支持的，可以仿真外部的ST單片機(jī)。甚至Nucleo-64和Nucleo-144開(kāi)發(fā)板上的STLink可以掰下，作為獨(dú)立的STlink使用。Nucleo-64和Nucleo-144開(kāi)發(fā)板上的STLink很相似，連布局都基本一致，只有細(xì)微的差別。最大區(qū)別是USB和晶體。

時(shí)鐘三種Nucleo都支持多種時(shí)鐘輸入，包括OSC、OSC32、外部時(shí)鐘（MCO）、內(nèi)部時(shí)鐘等。OSC是系統(tǒng)外部主時(shí)鐘，通常是一個(gè)4-26MHz晶體。在Nucleo-32上受體積限制，沒(méi)有預(yù)留OSC位置，這也是因?yàn)槟承㎞ucleo-32上的MCU沒(méi)有OSC輸入腳。Nucleo-64和Nucleo-144上雖然有OSC輸入，但是都沒(méi)有焊接，默認(rèn)都是將STLink的MCO（8MHz）作為外部時(shí)鐘輸入。此外三種Nucleo上都焊接了32K晶體，可以選擇OSC32作為系統(tǒng)時(shí)鐘，這對(duì)于低功耗也有好處。從32K晶體型號(hào)上看，Nucleo-64因?yàn)槌龅雷钤?，選擇了普通的SMD封裝，而Nucleo-32/Nucleo-144都使用了微型SMD封裝。Nucleo-64上預(yù)留的主時(shí)鐘也是最普通的封裝。

接口Nucleo系列開(kāi)發(fā)板的接口都是兼容Arduino的，這樣可以充分利用Arduino的資源，使用各種Arduino的傳感器、擴(kuò)展板、接口板等。Nucleo-32的接口是兼容Arduino Nano的，而Nucleo-64和Nucleo-144是兼容Arduino Uno的。Nucleo-64和Nucleo-144除了Arduino接口外，還帶有ST Morpho（大閃蝶）接口。Nucleo-32和ArduinoNano電源Nucleo系列開(kāi)發(fā)板都支持多種電源輸入：USB、Vin、5V輸入，Nucleo-32使用二極管隔離E5V和U5V電源輸入，任何一路有輸入都可以工作；Nucleo-64和Nucleo-144需要通過(guò)短路塊選擇輸入的電源。

通過(guò)USB接口供電時(shí)，由STLink控制MOSFET（ST890CDR）通斷，將USB的U5V傳遞到+5V。在STlink沒(méi)有被OS識(shí)別出來(lái)時(shí)，MOSFET是關(guān)斷的，也就是說(shuō)使用移動(dòng)電源時(shí)，不能通過(guò)USB供電，只能通過(guò)E5V或者Vin供電（Nucleo-144多了U5V電源選擇，但是需要自己短連SB1）。

Nucleo開(kāi)發(fā)板都支持電流測(cè)量功能，這個(gè)功能是通過(guò)在VCC上串聯(lián)電流表實(shí)現(xiàn)的，就是默認(rèn)通過(guò)短路塊連接3.3V到VCC，取下短路塊就可以串聯(lián)電流表進(jìn)行測(cè)量。這樣好處是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是不能實(shí)時(shí)測(cè)量功耗。Mbed Nucleo系列開(kāi)發(fā)板都支持使用Mbed Cleaasic進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)。使用Mbed，可以簡(jiǎn)化底層操作，實(shí)現(xiàn)程序的快速移植。不過(guò)因?yàn)镹ucleo開(kāi)發(fā)板更新很快，而Mbed升級(jí)較慢，經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)Nucleo開(kāi)發(fā)板發(fā)布很久，Mbed上還不支持這個(gè)板子

使用Mbed的優(yōu)點(diǎn)：

使用簡(jiǎn)單，兼容性好

支持Mbed磁盤，可以通過(guò)拖放bin文件方式下載程序

支持Mbed中間層，利用Mbed強(qiáng)大而簡(jiǎn)單易用的庫(kù)

可以使用Mbed眾多第三方元件的庫(kù)

支持虛擬串口

支持STLink仿真和下載

其他

從元件上看，Nucleo-64使用了很多普通元件，比如8M晶體、32K晶體、USB等，都使用了以前常用的普通型號(hào)，體積較大，精度一般。而Nucleo-32和Nucleo-144基本將這些元件替換為更小封裝的型號(hào)，STLink的USB插座也從現(xiàn)在較少使用的miniUSB改為主流的macroUSB，方便了用戶。

Nucleo-32/Nucleo-64/Nucleo-144 對(duì)比表

Nucleo-32 Nucleo-64 Nucleo-144

大小(mm) 19 x 51 70 x 82 70 x 135PCB

層數(shù) 4 2 6

用戶USB 無(wú) 無(wú) 有

STLink USB macoUSB miniUSB macroUSB

STLink 可外連 否 是 是

接口

Arduino Nano Arduino Uno + Morpho Zio (Arduino + Morpho)

GPIO 20/22 51 118

用戶按鍵 無(wú) 1 1

用戶LED 1

1 3

電流測(cè)量 支持 支持 支持

外部晶體 32K 32K，8M（未焊接） 32K，8M（未焊接）

Mbed 支持 支持 支持

電源選擇

無(wú) USB/E5V USB/E5V/VIN