Płytki ewaluacyjne Nucleo - teraz również dla mikrokontrolerów STM8

Płytki ewaluacyjne Nucleo - teraz również dla mikrokontrolerów STM8
Pobierz PDF Download icon

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

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.

Przedstawiony 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.

STM8 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.

NUCLEO-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.

Podsumowanie

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

Artykuł ukazał się w
Sierpień 2018
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik czerwiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje czerwiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna czerwiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów