wersja mobilna | kontakt z nami

Płytki ewaluacyjne Nucleo - teraz również dla mikrokontrolerów STM8

Numer: Sierpień/2018

Firma STMicroelectronics rozszerzyła ekosystem narzędzi sprzętowych dla 8-bitowych mikrokontrolerów z rodziny STM8 od dwie płytki typu Nucleo: NUCLEO-8L152R8 oraz NUCLEO-8S208RB.

Pobierz PDF

Na przestrzeni lat firma STMicroelectronics wypracowała unikalną ofertę sprzętowych narzędzi ewaluacyjnych dla mikrokontrolerów. Jest to oferta składająca się z trzech rodzajów produktów: Nucleo, Discovery oraz Eval board. Nucleo to płytki wyposażone jedynie w niezbędne minimum podzespołów: głównie mikrokontroler oraz programator/debugger. Z uwagi na przystępną cenę płytki Nucleo doskonale sprawdzają się jako podstawowe narzędzie do poznawania mikrokontrolera. Z kolei dostęp do wszystkich wyprowadzeń układu sprawia, że płytki te świetnie nadają się do budowania prototypów. Discovery to płytki wyposażone nie tylko w mikrokontroler i programator/debugger, ale również dodatkowe podzespoły np. układ pamięci, czujniki, wyświetlacz, gniazdo USB użytkownika itp. Dzięki wybranemu w sposób przemyślany wyposażeniu oraz ciągle niezbyt wysokiej cenie płytki Discovery stanowią niedrogą i kompletną platformę sprzętową dla szerokiej gamy aplikacji. W końcu Eval board to zaprojektowane w sposób bezkompromisowy płyty ewaluacyjne, wyposażone w mikrokontroler, programator i szereg podzespołów dających możliwość interakcji z każdym zasobem mikrokontrolera.

rys1Przedstawiony model trzech rodzajów sprzętowych narzędzi ewaluacyjnych od kilku lat jest z powodzeniem w pełni realizowany dla mikrokontrolerów z rodziny STM32. W efekcie użytkownicy tych mikrokontrolerów mają w sumie do wyboru aż kilkadziesiąt różnych płytek z serii Nucleo, Discovery i Eval board. Analogiczna oferta dla rodziny mikrokontrolerów STM8 prezentuje się skromniej i do tej pory składała się z kilku płytek Discovery i Eval board. W ostatnim czasie sytuacja ta uległa poprawie poprzez uzupełnienie oferty narzędzi o dwie płytki Nucleo dla układów STM8. Dzięki temu użytkownicy mikrokontrolerów STM8 mają obecnie komfort wyboru narzędzi typu Nucleo, Discovery i Eval board. Wszystkie trzy typy narzędzi zaprezentowano na rysunku 1.

STM8 Nucleo - blok z programatorem/debuggerem

Pod względem funkcjonalnym na płytce Nucleo wyróżnić można dwie wyraźnie oddzielne części: blok z programatorem/debuggerem oraz blok z mikrokontrolerem. Części te są domyślnie połączone ze sobą, jednak konstrukcja płytki Nucleo pozwala w łatwy sposób je od siebie odłamać i używać niezależnie od siebie.

Blok z programatorem/debuggerem zgodnie ze swoją nazwą umożliwia programowanie mikrokontrolera (zapis do pamięci kodu aplikacji) oraz debuggowanie mikrokontrolera (wykonywanie aplikacji krok po kroku w celu identyfikacji potencjalnych problemów). Zastosowany programator/debugger to ST-Link w wersji V2-1. Komunikacja między ST-Linkiem i komputerem odbywa się poprzez interfejs USB (gniazdo micro USB), natomiast komunikacja między ST-Linkiem i mikrokontrolerem realizowana jest za pomocą interfejsu SWIM.

Warto pamiętać, że ST-Link to nie tylko programator/debugger, ale też most komunikacyjny typu Virtual COM Port. Dzięki temu aplikacja mikrokontrolera może komunikować się z komputerem przez standardowy interfejs szeregowy (UART).

Praca programatora/debuggera sygnalizowana jest przez 2-kolorową diodę LED.

rys2STM8 Nucleo - blok z mikrokontrolerem

Głównym elementem bloku z mikrokontrolerem jest układ STM8 w obudowie LQFP64, a więc dysponujący 64 wyprowadzeniami. W obu wariantach płytki Nucleo (NUCLEO-8S208RB i NUCLEO-8L152R8) wszystkie wyprowadzenia mikrokontrolera są łatwo dostępne dla użytkownika poprzez dwa męskie dwurzędowe gniazda szpilkowe o nazwie ST Morpho. Dodatkowo część wyprowadzeń dostępnych jest z poziomu czterech żeńskich jednorzędowych gniazd zgodnych ze standardem Arduino, co pozwala na połączenie płytki Nucleo z nakładkami Arduino.

Mikrokontroler na płytce Nucleo połączony jest z pewną liczną komponentów zewnętrznych. Są to: wspomniany już ST-Link (przez interfejs SWIM do programowania/debuggowania i przez interfejs UART do komunikacji), dwa przyciski (przycisk użytkownika, przycisk Reset) i dioda LED użytkownika. Dodatkowo, mikrokontroler na płytce NUCLEO-8L152R8 ma zewnętrzne źródło sygnału zegarowego LSE (32,768 kHz).

Układy zasilania są również częścią bloku z mikrokontrolerem. W przypadku płytki NUCLEO-8L152R8 jest to regulator wytwarzający napięcie 3,3 V, które zasila układ STM8. W przypadku płytki NUCLEO-8S208RB dodatkowo występuje zworka, która pozwala wybrać poziom napięcia zasilania mikrokontrolera: 3,3 V z regulatora lub 5 V z gniazda USB. Zworka ta ponadto umożliwia dołączenie miernika w funkcji amperomierza, co pozwala na pomiar poboru prądu mikrokontrolera. Wygląd płytki STM8 Nucleo pokazano na rysunku 2.

rys3NUCLEO-8S208RB i NUCLEO-8L152R8 - którą płytkę wybrać?

Każda z płytek Nucleo pozwala na pracę z innym mikrokontrolerem z rodziny STM8. Płytka NUCLEO-8S208RB oferuje układ z serii STM8S, natomiast płytka NUCLEO-8L152R8 wyposażona jest w układ z serii STM8L. Podział rodziny STM8 pokazano na rysunku 3.

STM8S to grupa mikrokontrolerów ogólnego przeznaczenia. Dostępne są w niej układy z pamięcią Flash o pojemności od 8 do 128 kB. Wbudowany regulator napięcia pozwala na zasilanie mikrokontrolera napięciem od 2,95 aż do 5,5 V. Układy dostępne są obudowach z liczbą wyprowadzeń od 8 do 80. Znajdujący się na płytce NUCLEO-8S208RB model STM8S208RB może pracować z częstotliwością taktowania do 24 MHz i jest wyposażony w różnorodne interfejsy komunikacyjne (I2C, SPI, UART, CAN), przetwornik A/C oraz układy licznikowe (timery, watchdog, wake-up timer).

STM8L to grupa mikrokontrolerów o niskim poborze prądu. Pod względem pamięci Flash dostępne są warianty od 2 do 64 kB. W porównaniu do STM8S, seria STM8L ma niższy zakres napięcia zasilania (od 1,8 do 3,6 V), dostosowany lepiej do aplikacji zasilanych z baterii. Wyróżnikiem tej podrodziny jest również energooszczędność – przykładowo w trybie HALT mikrokontrolery pobierają poniżej 1 mA. Dostępny na płytce NUCLEO-8L152R8 model STM8L152R8 może być taktowanych z częstotliwością do 16 MHz oraz wyposażony jest w standardowe interfejsy komunikacyjne (I2C, SPI, UART), pokaźny zestaw zasobów analogowych (przetwornik A/C i C/A, komparatory), układy licznikowe (timery, watchdog, RTC) oraz kontroler wyświetlacza LCD.

Narzędzia programowe dla mikrokontrolerów STM8

Osoby chcące rozpocząć pracę z płytkami STM8 Nucleo mogą wybierać spośród sporej gamy narzędzi programowych. Podstawowym narzędziem programowym jest środowisko programistyczne. Do najbardziej popularnych należy bezpłatny pakiet rozwiązań STVD (ST Visual Develop) i kompilator Cosmic CXSTM8. Alternatywą dla nich jest komercyjne rozwiązanie EWSTM8 (Embedded Workbench for STM8) z bezpłatną wersją do 8 kB kodu aplikacji. Z kolei dostępne narzędzia uzupełniające to: program komputerowy STM8CubeMX będący graficznym konfiguratorem mikrokontrolera STM8, program komputerowy STM-STUDIO-STM8 do graficznej prezentacji wartości zmiennych w czasie rzeczywistym, program komputerowy STVP (ST Visual Programmer) do programowania mikrokontrolerów STM8 oraz zestaw bibliotek o nazwie SPL (Standard Peripheral Library) udostępniający funkcje do sterowania zasobami mikrokontrolerów STM8 i pozwalający na tworzenie aplikacji w łatwy, niewymagający znajomości rejestrów sposób.

STM8 Nucleo - przykładowe aplikacje

Dla płytek STM8 Nucleo przygotowany został zestaw aplikacji demonstracyjnych. Każda z nich dostępna jest w postaci projektu dla środowiska programistycznego (STVD oraz EWSTM8) wraz z kompletnym kodem źródłowym. Aby łatwiej zrozumieć działanie tych aplikacji, dla każdej z nich napisana została nota aplikacyjna zawierająca opis działania programu wraz ze schematem blokowym i listą użytych peryferiów mikrokontrolera. W tabeli 1 przedstawiono zestawienie aplikacji demonstracyjnych.

tab1Podsumowanie

Poprzez zaoferowanie płytek Nucleo firma STMicroelectronics skompletowała ekosystem narzędzi sprzętowych dla mikrokontrolerów STM8, który składa się teraz z płytek Nucleo, Discovery i Eval board. Dwie płytki STM8 Nucleo pozwalają na rozpoczęcie pracy z dwoma różnymi grupami układów: STM8S i STM8L. Płytki Nucleo to kompletne platformy sprzętowe zawierające nie tylko mikrokontroler, ale również programator/debugger ST-Link. Płytki Nucleo pozwalają na tworzenie prostych aplikacji dzięki komponentom znajdującym się na płytce: odczytywanie stanu przycisku, sterowanie diodą LED oraz dwukierunkowe komunikowanie się z komputerem za pomocą transmisji szeregowej.

Łatwy dostęp do wszystkich pinów mikrokontrolera pozwala na użycie płytek STM8 Nucleo do budowania prototypów. Gniazda kompatybilne ze standardem Arduino umożliwiają łączenie płytek STM8 Nucleo z nakładkami Arduino.

Szymon Panecki
STMicroelectronics
szymon.panecki@st.com

Pozostałe artykuły

Mikrokontrolery STM32G0

Numer: Kwiecień/2019

Mikrokontrolery to elementy, które są używane w zastosowaniach, o których kiedyś nawet nie pomyślano. Niska cena powoduje, że wykorzystuje się je na szeroką skalę. Przez długi czas najtańsze były proste jednostki 8-bitowe, ponieważ ich struktury półprzewodnikowe zajmowały relatywnie małe powierzchnie krzemu. Wydajne mikrokontrolery 16-bitowe, a następnie 32-bitowe oferowały coraz większe możliwości, ale jednocześnie ...

Nowe mikrokontrolery Microchip DSC z rodziny dsPIC33CH

Numer: Luty/2019

Mikrokontrolery z rodziny dsPIC33 są przeznaczone głównie do stosowania w układach automatyki i sterowania, wymagających wykonywania złożonych algorytmów. Wydajny, 16-bitowy rdzeń RISC jest zintegrowany z jednostką DSP zoptymalizowaną do szybkiego wykonywania algorytmów przetwarzania cyfrowego. Takiemu połączeniu producent nadał nazwę Digital Signal Controllers - DSC.

Arduino dla mikrokontrolerów STM32 (4)

Numer: Styczeń/2019

W poprzednich artykułach z tego cyklu pokazano, jak skonfigurować środowisko programistyczne Arduino do pracy z mikrokontrolerami STM32 oraz jak zrealizować aplikację używającą portów wejścia/wyjścia i interfejsu szeregowego UART. Ta część kontynuuje wątek aplikacyjny, demonstrując sposób wykorzystania kolejnego zasobu: przetwornika A/C.

Laserowy czujnik odległości V53L1X i zestaw X-NUCLEO-53L1A1

Numer: Listopad/2018

Bezstykowy pomiar odległości jest wykorzystywany w wielu zastosowaniach: czujnikach zbliżeniowych stosowanych w układach automatyki przemysłowej, systemach automatycznego ustawiania ostrości w aparatach fotograficznych, kamerach wideo, w urządzeniach do automatycznego pomiaru prędkości czy sterowaniu zarządzaniem działania automatów do sprzedawania żywności. Przykładem zastosowania pomiaru odległości mogą być ?inteligentne? urządzenia ...

Arduino dla mikrokontrolerów STM32 (2)

Numer: Listopad/2018

W pierwszym artykule z tego cyklu opublikowanym w EP 10/2018 pokazano, jak skonfigurować środowisko programistyczne Arduino do pracy z mikrokontrolerami STM32. Ta część kontynuuje tematykę Arduino i STM32 prezentując jak zacząć pisanie kodu i jak sterować z poziomu kodu podstawowym zasobem mikrokontrolera - portami wejścia/wyjścia.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Maj 2019

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym