【NUCLEO-F413ZH测评】NUCLEO-F413ZH + ARM官方嵌入式系统岂不美滋滋

电子

开篇：

作为一个ST粉，这次有幸拿到电子发烧友论坛试用板块送出的福利 NUCLEO-F413ZH ，真的是十分开心。NUCLEO-F413ZH是一款新的NUCLEO-144系列开发板，这款开发板配备ST-LINK/V2-1调试器/编程器、软件库和例程。由于面世不久，很快也会有更多的支持并可直接使用ARM mbed™在线开发资源。此板和F412ZH区别不大，ST微控制器每代产品都有强大兼容性，这对产用户熟悉微控制器或者对于厂商实现产品更新迭代是非常方便的，让人一入ST，便成ST粉。
ST的芯片性价比超高，称得上物美价廉。几乎是适用于各种应用的型号都有。配合上官方专为ARM和Cortex M系列开发的RTX嵌入式系统，以及Cube Mx等工具，开发起来简直不能更得心应手。

开箱：
NUCLEO系列开发板的外观都差不多，简洁的白色，合理的布局。件件堪称艺术品。包装里有对硬件介绍的卡片万恶的快递啊，对待这么漂亮的板子那么粗暴。塑料包装壳的一个角都断了，好在包装中间对板子的保护还是很到位的，没有损坏板子。

下面是正面照

来一张芯片特写

背面照

硬件介绍：

主要硬件特性：

Cortex-M4内核 / 100MHz / 125DMIPS / 最大1.5MB Flash / 320KB RAM
更大工作温度范围：-40 to 125 °C
完美低功耗表现：运行模式115µA/MHz / 停止模式18µA
增强型批量数据采集模式(eBAM)
更多外设：10x UART / 3x CAN / 低功耗定时器 / 2x DAC

硬件框图：

由硬件框图看得出来，这块板子同样带有 ST-LINK 仿真器；ST Zio接口（其中包含一组Arduino UNO 扩展口）；ST morpho接口；USBOTG接口以及未焊接的网口等。

硬件及性能详细介绍：

STM32F413微控制器为高性能STM32F4系列单片机的入门级产品，实现了运行模式下的动态功耗和处理器性能之间的最佳平衡，即使在3.951 x 4.039 mm的小封装内也集成了大量的增值性能。

STM32F413MCU基于支持浮点运算单元的Cortex®-M4内核，它的工作频率可达到100 MHz，在运行和停机模式下实现出色的低功耗性能。STM32F413/423性能更加出色，配备2个RAM，其中一个RAM(64-KB SRAM2)可通过I/D连接。

STM32F413单片机利用批量数据采集模式（BAM）将批量数据处理进行功耗优化，将动态功耗效率提升到了一个新的水平。 BAM允许通信外设实现批量数据交换，同时器件的其它部分（包括CPU）可保持在省电模式。

性能：在100 MHz频率下，借助意法半导体的ART加速器，STM32F413MCU能够实现125 DMIPS/339 CoreMark性能，并实现了从Flash存储器零等待执行。 DSP指令和浮点运算单元扩大了产品的应用范围。

功效：STM32f413采用意法半导体90 nm工艺，使用ART加速器和动态功耗调整功能，从Flash存储器执行指令，运行模式下可实现低至112 µA/MHz的电流消耗。停机模式下，功耗低至18 µA。

集成度：

STM32F413单片机内置高达1024至1536 KB的Flash存储器和高达320 KB的SRAM。
具备从48到144引脚各类封装。
10x USART，速率可高达12.5 Mbit/s
5x SPI（与I²S复用），速率高达50 Mbit/s
4x I²C，高达1Mbps
3x CAN（2.0B有效）
所有封装都带1个SDIO，频率高达48MHz
1x 全速USB 2.0 OTG
2x 全双工I²S，最高32-bit/192 kHz
3x 单工I²S，最高32-bit/192 kHz
2x 数字滤波器，用于∑Δ调制器
6x PDM接口，支持立体声麦克风
2x 12位ADC，速度高达2.4 MSPS
14x 16和32位定时器，频率高达100 MHz
1x 在停机模式下的低功耗定时器
真随机数发生器

ARM官方嵌入式系统简单介绍：

Keil RTX是一个专为ARM及Cortex M系列处理器开发的无版税的确定的实时操作系统。它允许工程师建立多任务同步并行的程序软件，同时也能帮助使程序代码更加结构化和便于维护。

无版税，提供源码的实时操作系统RTOS.
灵活的调度：时间片轮转，抢占式，可协作式
高速的实时操作，低中断延迟
较小的代码尺寸适宜于资源有限的系统
数量不限的任务数量，254级优先级
数量不限的邮箱，信号量，互斥，定时器
支持多线程和安全线程操作
MDK-ARM支持RTX的核可见调试
基于对话框的RTX配置向导

实时性能强大、免费而且是专为ARM及Cortex M系列处理器开发的嵌入式系统，简单易用。极大的方便了多任务、高复杂度系统的开发。谁用谁知道。

烧写RTX系统并做个简单试验：

开发前的准备：

这里用大家熟悉的keil mdk来开发程序
Cube Mx是一个方便、实用的辅助工具，大家可以试试

http://www.st.com/content/st_com/en/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-configurators-and-code-generators/stm32cubemx.html

下载评估版的用户手册以及芯片手册。

http://www.stmicroelectronics.com.cn/content/st_com/zh/products/evaluation-tools/product-evaluation-tools/mcu-eval-tools/stm32-mcu-eval-tools/stm32-mcu-nucleo/nucleo-f413zh.html

下载ST-LINK驱动

http://www.stmicroelectronics.com.cn/content/st_com/zh/products/embedded-software/development-tool-software/stsw-link009.html
好了，我们可以开始了。
目标：使用RTX嵌入式实时系统，建立两个任务。按键可以改变LED闪烁频率（3级调节）
任务1：检测按键，修改LED闪烁时间
任务2：绿色LED闪烁

查看NUCLEO-F413ZH开发板的原理图可知绿色LED的引脚为PB0，用户按键引脚PC13。

首先建立一个工程，因为STM32F413面世不久，这里没有相关支持包的话，点击这里的网址下载，然后安装。如下图

然后点击添加RTX系统。步骤十分简单。

对系统进行简单的配置

初始化LED和按键的IO口

创建任务1，LED闪烁任务

创建任务2，按键检测任务

初始化系统，外设，并启动系统

编译并下载程序，效果如下

总结：ST的芯片以其强大的生态系统，占据国内80%的开发板市场，自动代码生成使得开发者快速入门，并迅速建立起软件框架，投入产品功能软件的开发中。加上专为ARM和Cortex M系列开发的RTX嵌入式系统，开发起来真的得心应手；方便的不要不要的。STM32F413更是提高了STM32F4基本型产品线高端产品的能效、功能集成度和设计灵活性，满足高性能嵌入式设计的技术需求。此开发板可以让公司项目进行快速验证和评估，当然也有不足之处，例如板上没有安装外置晶振、没有安排CAN1、CAN3收发器，必要的通信功能无法验证，这些属于小瑕疵。总之棒棒的，用过都知道~一入ST粉终身ST粉啊~
PS:在公司做的测评，公司电脑有加密，代码不好贴只能截图了，凑活着看吧。有感兴趣的可以留言，相互交流。

更多资料可前往ST中文网

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