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【功率监测与控制系统DIY活动开箱贴】开箱、介绍、环境搭建

本文介绍了 DigiKey 得捷和 EEPW 论坛共同举办的 功率监测与控制系统DIY活动 - 开箱贴 的内容，包括器件下单、开箱、NUCLEO-F411RE主控板介绍、开发环境搭建、工程测试等流程。

下单

下单器件包括：

1.开发板：NUCLEO-F411RE STMicroelectronics | 开发板，套件，编程器 | DigiKey

2.直流电机：11696 SparkFun Electronics | 电机，电磁阀，驱动器板/模块 | DigiKey

3.数字功率计：SEN0291 DFRobot | 开发板，套件，编程器 | DigiKey

4.直流电源：RS-15-12 MEAN WELL USA Inc. | 电源 - 外部/内部（板外） | DigiKey

购物车结算完成后，会提供订单详情，DigiKey 平台会发邮件确认订单信息，客服非常认真负责。

物流速度较快，从下单到收货仅需要 7 天左右。

开箱

开箱流程包括产品外包装和器件的展示。

包装

所有器件均由防水软袋防静电包装，手感好，非常舒适贴心。

包装清单详细，产品介绍与资料导航一目了然，为开发者提供了友好的购物体验。

所有器件

下面介绍本次活动使用的 NUCLEO-F411RE 核心开发板，其他三个器件（直流电机、电源、数字功率计）待后续进行测试时再详细介绍。

开发板

NUCLEO-F411RE 是采用 STM32F411RE MCU 的STM32 Nucleo-64开发板，支持 Arduino 和 ST morpho 连接

STM32 Nucleo-64 板卡从 STM32 微控制器提供的性能和功耗功能的各种组合中进行选择，为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来尝试新概念和构建原型。

对于兼容的板卡，内部或外部 SMPS 可显著降低 Run 模式下的功耗。

ARDUINO Uno V3 连接支持和 ST morpho 接头允许通过多种专用扩展板轻松扩展 STM32 Nucleo 开放式开发平台的功能。

板卡集成了 ST-LINK 调试器/编程器，附带 STM32 全面的免费软件库和示例，为用户的开发提供极大便利。

NUCLEO 系列产品性能分布图如下

帮助开发者对 NUCLEO 板的资源和定位建立更加明确的概念。

主控

开发板主控为 STM32F411RET6U

STM32F411 系列产品资源分布

STM32F4 系列产品线详细资源分布

功能

常见功能

采用 LQFP64 或 LQFP48 封装的 STM32 微控制器

1 个用户 LED 与 ARDUINO 共享?

1 个用户和 1 个重置按钮

32.768 kHz 晶体振荡器

板连接器：

ARDUINO Uno V3 扩展连接器?

ST morpho 扩展引脚接头，可完全访问所有 STM32 I/O

灵活的电源选项：ST-LINK USB V总线或外部来源

STM32Cube MCU 软件包提供全面的免费软件库和示例

支持多种集成开发环境 （IDE），包括 IAR Embedded Workbench、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE?

特定于某些电路板的功能（有关详细信息，请参阅数据简介的订购信息部分）

第二个用户 LED

外部或内部 SMPS 产生 V核心逻辑电源

24 MHz 或 48 MHz HSE

用户 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速

密码学

CAN FD 收发器

板连接器：

外部 SMPS 实验专用连接器

用于 ST-LINK 的 USB Type-C、Micro-B 或 Mini-B 连接器?

USB Type-C 用户连接器

MIPI 调试连接器

CAN FD 接头

板载 ST-LINK（STLINK/V2-1、STLINK-V3E、STLINK-V2EC 或 STLINK-V3EC）调试器/编程器，具有 USB 重新枚举功能：大容量存储、虚拟 COM 端口和调试端口

资源布局

top layout

bottom layout

原理图

包括主控 MCU、供电、外设、STLINK 等部分。

供电部分

外部连接

主控

STLINK

详见：CAD 资源 - NUCLEO-F411RE .

环境搭建

介绍编译环境的搭建流程以及相关注意事项。

流程

（1）下载并安装 Keil MDK IDE 或 STM32CubeIDE 用于工程创建、编译或构建、调试、上传；

（2）下载并安装 STM32CubeMX 便于快速创建工程；

（3）下载 ST 官方资料：NUCLEO-F411RE ，包括产品参数、数据手册、用户手册、开发板原理图等；

示例工程位于 MCU and MPU embedded software 选项下的 STM32CubeF4 包、Nucleo 评估板 - ST

（4）Keil 和 STM32CubeMX 安装与 STM32F411RE 芯片对应的软件包；打开 Keil MDK IDE，搜索并安装 STM32F411RE 设备包；

（5）下载并安装 STM32CubeProg 用于驱动安装及固件烧录、STLINK 固件升级等。

注意事项

首次调试开发板需要升级板载 STLINK 的固件

对于 STLINK-V2 ，打开 STM32CubeProg 软件，点击右侧 Firmware uograde 按钮，根据提示自动升级即可；

对于新版的 STLINK-V3 升级需要注意选择 MCO 晶振输入方案

详见技术文档。

工程测试

分别介绍 STM32CubeIDE 和 MDK Keil 实现 Demo 工程编译、上传、调试的测试流程。

STM32CubeIDE

（1）双击打开示例 Demo 工程 ，路径 STM32Cube_FW_F4_V1.28.0\Projects\STM32F411RE-Nucleo\Examples\GPIO\GPIO_IOToggle\STM32CubeIDE\.cproject

（2）选中目标项目，点击工具栏中的 小锤子 按钮，构建工程（终端输出0错误0警告）

（3）左侧工程目录，打开 Example/User/main.c 文件，进入 while 主循环，修改延迟时间（初始值为 100 ms）

while (1)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);
    
    /* Insert a 100ms delay */
    HAL_Delay(200);
  }

（4）点击工具栏的 运行 或 调试 按钮，此时程序自动上传至开发板，并开始执行。

MDK Keil

（1）双击打开示例 Demo 工程 ，路径 STM32Cube_FW_F4_V1.28.0\Projects\STM32F411RE-Nucleo\Examples\GPIO\GPIO_IOToggle\MDK-ARM\Project.uvprojx

（2）MDK Keil 打开工程后（首次打开会自动安装工程所需软件包），点开魔术棒，进入 Debug 选项，设置 ST-LINK 调试器选项，正常可以直接识别出 STLINK-V2 设备；

（3）重新编译该工程，点击 Download 按钮，将程序上传至芯片，

（4）短按板载 RST 复位按键，开始运行程序。

效果

延时 200 毫秒

延时 500 毫秒

总结

本文介绍了 DigiKey 得捷和 EEPW 论坛共同举办的 功率监测与控制系统DIY活动 - 开箱贴 的内容，包括器件下单、开箱、NUCLEO-F411RE主控板介绍、开发环境搭建、工程测试等流程，为后续的开发和深入研究做铺垫，也为相关产品及项目的开发设计提供了参考。