NUCLEO-F767ZI是意法半導(dǎo)體ST公司推出的低成本Nucleo評(píng)估板，目前為止，Nucleo系列可分為Nucleo-32、Nucleo-64和Nucleo-144三種產(chǎn)品，其中Nucleo-32采用32引腳小封裝的MCU，功能最為簡(jiǎn)單;Nucleo-64采用LQFP64封裝的MCU，是最早推出的Nucleo開發(fā)板產(chǎn)品;而Nucleo-144采用LQFP144封裝的MCU，最新推出、功能最強(qiáng)。至此，意法半導(dǎo)體ST公司共推出幾十款Nucleo開發(fā)板，涵蓋了STM32系列MCU的主要產(chǎn)品。而NUCLEO-F767ZI可謂是目前功能最強(qiáng)的一款Nucleo開發(fā)板，位于Nucleo系列開發(fā)板家族圖譜的右上角！

圖1-2 NUCLEO開發(fā)板家族

圖1-3 NUCLEO開發(fā)板對(duì)比

上面這個(gè)圖大家可以看到三款開發(fā)板的特點(diǎn)：左面最小的是Nucle-F031K6開發(fā)板，板載一顆32引腳的STM32F031K6微控制器，提供ST-LINK V2仿真調(diào)試器，1個(gè)用戶LED，對(duì)外提供Arduino? Nano擴(kuò)展接口;中間是最早推出的Nucleo 64系列開發(fā)板Nucleo-F072RB，板載一顆64引腳的STM32F072RB微控制器，提供ST-LINK V2仿真調(diào)試器，1個(gè)用戶LED和1個(gè)用戶按鍵，對(duì)外提供Arduino? Uno和ST Morpho接口;右面的是這次的Nucle-F767ZI，板載一顆144引腳的STM32F767ZI微控制器，提供ST-LINK V2仿真調(diào)試器，3個(gè)用戶LED和1個(gè)用戶按鍵，1個(gè)USB接口和1個(gè)以太網(wǎng)接口，對(duì)外提供ST Zio（兼容Arduino? Uno Revision 3）和ST morpho接口。

NUCLEO-F767ZI開發(fā)板是Nucleo-144系列產(chǎn)品，像其他同類的Nucleo類似，具有如下功能特點(diǎn)：

?板載LQFP144封裝的STM32微控制器STM32F767ZI，基于新型Cortex-M7內(nèi)核。

?提供兩種類型的擴(kuò)展接口，ST Zio（同時(shí)提供兼容Arduino? Uno Revision 3接口）和ST morpho（全擴(kuò)展接口，將所有I/O引腳全部引出）。

?支持ARM?mbed?。

?板載ST-LINK / V2-1調(diào)試器/編程，可以實(shí)現(xiàn)虛擬COM端口、大容量存儲(chǔ)器和調(diào)試端口。

?靈活的電路板電源，可通過ST-LINK / V2-1 USB提供5V電源、ST Zio或ST morpho接口提供3.3V或5V或7-12V電源。

?提供Micro-AB接口可實(shí)現(xiàn)USB功能（USB OTG或全速設(shè)備）。

?支持IEEE-802.3-2002標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口。

?三個(gè)用戶LED。

?兩個(gè)按鈕：USER和RESET。

?32.768 kHz LSE晶振。

?支持完全免費(fèi)HAL軟件庫(kù)并提供大量應(yīng)用實(shí)例。

?支持多種可供選擇的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），包括IAR、MDK和MBED等。

NUCLEO-F767ZI開發(fā)板上出了板載了一顆LQFP-144封裝的STM32F767ZI微控制器MCU外，這里也發(fā)現(xiàn)了相較于以前Nucleo-64系列開發(fā)板的一些變化：

（1）NUCLEO-F767ZI開發(fā)板最大的特點(diǎn)之一便是板載了USB接口和以太網(wǎng)接口，可使用戶不需要外擴(kuò)任何電路便可以進(jìn)行USB開發(fā)和以太網(wǎng)開發(fā)，這也是Nucleo-144系列開發(fā)板相較于NUCLEO-64開發(fā)板的一大提升部分。

圖1-6 NUCLEO-F767ZI開發(fā)板USB接口和以太網(wǎng)接口

（2）NUCLEO-F767ZI開發(fā)板的所有擴(kuò)展接口的引腳名稱都都被溫馨的標(biāo)在電路板的絲印上，這樣就可以非常方便的查找引腳，不用為了找某個(gè)引腳而煩惱了！這一點(diǎn)非常值得贊一個(gè)。

圖1-7 ST Zio接口

1、結(jié)構(gòu)

NUCLEO-F767ZI開發(fā)板是意法半導(dǎo)體ST公司提供的基于LQFP-144封裝的STM32微控制器STM32F767ZI的低成本評(píng)估板，在開發(fā)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上仍然遵循以前的Nucleo-64系列的風(fēng)格，開發(fā)板分為上下兩個(gè)區(qū)域，上面是ST-LINKV2，下面是STM32F767的最小系統(tǒng)和接口電路部分，而且ST-LINK部分可以很方便的從中間剪開來單獨(dú)使用。

圖2-1 NUCLEO-F767ZI開發(fā)板結(jié)構(gòu)

關(guān)于NUCLEO-F767ZI開發(fā)板詳細(xì)的資源結(jié)構(gòu)可見Nucleo-144的用戶手冊(cè)的說明。

圖2-2 NUCLEO-F767ZI開發(fā)板正面布局

圖2-3 NUCLEO-F767ZI開發(fā)板背面布局

2、核心MCU

在NUCLEO-F767ZI開發(fā)板上配備了一顆高性能的微控制器STM32F767ZI，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可見下圖。

圖2-4 STM32F767ZI微控制器

圖2-5 STM32F767ZI微控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

STM32F767ZI處理器采用新型的Cortex-M7內(nèi)核，具有如下特點(diǎn)：

? 面向內(nèi)核、外設(shè)和存儲(chǔ)器互連的AXI和多AHB總線矩陣

? 高達(dá)16 KB + 16KB I-cache和D-cache

? 最大2 MB嵌入式閃存， 部分型號(hào)支持同時(shí)讀寫

? 兩個(gè)通用DMA控制器和用于以太網(wǎng)、高速USB OTG 接口和Chrom-ART圖形加速器的三個(gè)專用DMA

? 外設(shè)速度獨(dú)立于CPU速度（雙時(shí)鐘支持），使得系統(tǒng)時(shí)鐘變化不影響外設(shè)工作

? 外設(shè)資源豐富，例如帶有SPDIF輸出支持的兩個(gè)串行音頻接口（SAI），帶有SPDIF輸入支持的三個(gè)I2S半雙工傳輸，帶有專用供電的兩個(gè)USB OTG和雙模QuadSPI Flash

? 分散結(jié)構(gòu)的大容量SRAM

? 512 KB通用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其中包括128 KB緊密耦合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（DTCM），用于時(shí)間關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理（棧、堆。。。。。。）

? 16 KB的緊密耦合指令存儲(chǔ)器（ITCM），用于時(shí)間關(guān)鍵程序

? 4KB的備份SRAM，用于最低功耗模式下保存數(shù)據(jù)

STM32F7系列微控制器58款，可分為4類：STM327x5、STM32F7x6、STM32F7x7和STM32F7x8/STM32F7x9，他們之間的區(qū)別可見下圖，可以看到STM32F767和去年出的STM32F746相比，性能有不少的提升，比如一級(jí)緩存（L1 cache）由原來的4K+4K的升級(jí)為16K+16K，F(xiàn)PU浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算單元也由單精度的升級(jí)為雙精度的，F(xiàn)LASH和RAM也有所升級(jí)，更添加了JPEG硬件解碼和用于Σ-Δ調(diào)制器的數(shù)字濾波器（DFSDM）等等，這些都為STM32F767微控制器在圖形應(yīng)用和音頻媒體方面能夠遠(yuǎn)超同類其它微控制器！

圖2-6 STM32F7系列MCU

目前STM32F7x7系列MCU的產(chǎn)品線可分為下面幾種。

圖2-7 STM32F7x7系列MCU

在這里還有一點(diǎn)之特注意的是，新的STM32F7系列MCU雖然在性能上比之前的STM32F4系列有非常大的提升，但是Cortex-M7向不但下兼容Cortex-M4指令集，而且STM32F7系列與STM32F4系列引腳兼容，這樣可以很方便用戶的應(yīng)用從STM32F4升級(jí)至STM32F7，從而獲得更優(yōu)異的用戶體驗(yàn)！

3、接口

（1）NUCLEO-F767ZI開發(fā)板在很多設(shè)計(jì)方面都秉承了原來的Nucle-64的思路，大家可以很方便的使用。比如：

? 板載了ST-LINK/V2-1編程調(diào)試器，通過SWD接口與目標(biāo)MCU直接連接，可對(duì)目標(biāo)MCU進(jìn)行編程和調(diào)試功能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)USB接口虛擬串口、USB接口存儲(chǔ)器和USB電源管理等功能。ST-LINK/V2-1編程調(diào)試器不但能對(duì)板載的STM32F767ZI進(jìn)行編程和調(diào)試，而且預(yù)留了外接的SWD接口，可以對(duì)其它STM32系列單片機(jī)進(jìn)行編程調(diào)試。

? NUCLEO-F767ZI開發(fā)板提供兩種類型的擴(kuò)展接口，ST Zio（同時(shí)提供兼容Arduino? Uno Revision 3接口）和ST morpho（全擴(kuò)展接口，將所有I/O引腳全部引出），以最大程度的完全兼容現(xiàn)有STM32開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，包括專用的應(yīng)用擴(kuò)展板，這就意味開發(fā)人員能夠?qū)⒅盀镹UCLEO-64開發(fā)板設(shè)計(jì)的擴(kuò)展板直接應(yīng)用在NUCLEO-F767ZI開發(fā)板上。

（2）與NUCLEO-64開發(fā)板相似的部分，估計(jì)大家都非常熟悉了，也可以參看之前的評(píng)測(cè)《NUCLEO 64又添新丁——NUCLEO-F410RB評(píng)測(cè)》除此之外，NUCLEO-F767ZI開發(fā)板提供還提供了比NUCLEO-64系列開發(fā)板更加豐富的板載外設(shè)接口：USB和以太網(wǎng)接口！

? NUCLEO-F767ZI開發(fā)板上帶有一個(gè)用戶USB接口CN13，通過Mirco USB-AB型連接器可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與板載的STM32F767ZI微控制器實(shí)現(xiàn)USB OTG和device的全速通信。

大家在使用時(shí)需要注意NUCLEO-F767ZI開發(fā)板雖然有兩個(gè)USB接口（一個(gè)是ST-LINK的USB接口，一個(gè)是這個(gè)USB-OTG接口），但是對(duì)開發(fā)板供電僅有ST-LINK部分的USB接口實(shí)現(xiàn)，用戶的Micro–AB型USB不提供向開發(fā)板供電的功能，主要是預(yù)防損壞主控制器的I/O口。

在USB接口電路上有兩個(gè)LED指示燈，一個(gè)是綠色LED（LD8），當(dāng)NUCLEO-F767ZI開發(fā)板在作為USB主機(jī)時(shí)，電源開關(guān)U12被打開時(shí)被點(diǎn)亮，或者在作為USB設(shè)備時(shí)，VUSB線上被主機(jī)接通電源時(shí)被點(diǎn)亮;另一個(gè)是紅色LED（LD7），低昂作為USB主機(jī)時(shí)，在VUSB上出現(xiàn)過流時(shí)被點(diǎn)亮。

圖2-8 用戶USB接口

圖2-9 用戶USB接口電路

關(guān)于USB接口部分與STM32F767ZI微控制器的連接引腳定義可見下表：

表2-1 USB接口引腳配置

? 在NUCLEO-F767ZI開發(fā)板上還為用戶提供了一個(gè)10M/100M的以太網(wǎng)接口，在以太網(wǎng)應(yīng)用中，媒體訪問控制層（MAC）有STM32F767ZI內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，在使用時(shí)需要外接物理層（PHY）電路即可，而在NUCLEO-F767ZI開發(fā)板上的LAN8742A-CZ-TR芯片 （U9）和RJ45接口（CN14）即實(shí)現(xiàn)了這個(gè)物理層。而且STM32F767ZI使用RMII接口與物理層連接，具體電路見下圖。

圖2-10 以太網(wǎng)接口

圖2-11 以太網(wǎng)電路

表2-2 以太網(wǎng)接口引腳配置

-F767ZI開發(fā)板有了較為詳細(xì)的認(rèn)識(shí)，下面來對(duì)開發(fā)過程進(jìn)行一下測(cè)試。意法半導(dǎo)體ST公司為NUCLEO開發(fā)板提供了非常豐富完備的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，在IDE方面，支持主流的IDE，有MDK、IAR、GCC-based IDEs等，還支持云端Mbed開發(fā);在軟件方面，ST為STM32F7提供了HAL庫(kù)，并提供了大量的工程實(shí)例和開發(fā)模板，幫助工程師快速開發(fā)工程;另外，還有非常簡(jiǎn)單易用的STM32 CUBEMX配置工具可使用圖形化界面完成STM32微處理器的初始化配置工作。