颖展—— 用“芯”做电子元器件13年专注电子元器件一站式配套服务

很早就想写这样一篇Nucelo系列开发板的对比，但是因为各种原因拖延下来。正好颖展电子元器件做 Nucleo-L432KC 开发板的评测活动，就借这个机会写了。外形我们先看看三种Nucleo系列开发板的对比图，从左到右依次是Nucleo-L432KC、Nucleo-F091RC、Nucleo-F746ZG，可以看到它们风格很一致，都是白底蓝字，CPU在中间，两边是扩展接口。

三种开发板的大小差异很大，尺寸上Nucleo-144是70x135mm，Nucleo-64是70x82mm，Nucleo-32是19x51mm，Nucleo-64板子的宽度和Nucleo-144相同，都是70mm。三种板子的面积的比例大约是 1 : 5.9 : 9.8。从PCB工艺看，Nucleo-64是双层板，Nucleo-32是4层板，而Nucleo-144是6层板。以太网从功能上看，Nucleo-144多出了一个以太网接口，相比Nucleo-64多出来的面积，大部分都是以太网相关的。U11是变压器，U10是ESD保护，U9是以太网控制器为了减少板子的整体厚度，Nucleo-144采用了半沉结构的以太网插座，这样减少了约1/3的插座高度。

仿真器Nucleo系列开发板上都带有STLink/V2仿真器，它支持Mbed规定的三种主要功能：虚拟串口Mbed虚拟磁盘仿真器Nucleo-32的板载仿真器ST-Link不支持外连，而Nucleo-64和Nucleo-144都是支持的，可以仿真外部的ST单片机。甚至Nucleo-64和Nucleo-144开发板上的STLink可以掰下，作为独立的STlink使用。Nucleo-64和Nucleo-144开发板上的STLink很相似，连布局都基本一致，只有细微的差别。最大区别是USB和晶体。

时钟三种Nucleo都支持多种时钟输入，包括OSC、OSC32、外部时钟（MCO）、内部时钟等。OSC是系统外部主时钟，通常是一个4-26MHz晶体。在Nucleo-32上受体积限制，没有预留OSC位置，这也是因为某些Nucleo-32上的MCU没有OSC输入脚。Nucleo-64和Nucleo-144上虽然有OSC输入，但是都没有焊接，默认都是将STLink的MCO（8MHz）作为外部时钟输入。此外三种Nucleo上都焊接了32K晶体，可以选择OSC32作为系统时钟，这对于低功耗也有好处。从32K晶体型号上看，Nucleo-64因为出道最早，选择了普通的SMD封装，而Nucleo-32/Nucleo-144都使用了微型SMD封装。Nucleo-64上预留的主时钟也是最普通的封装。

接口Nucleo系列开发板的接口都是兼容Arduino的，这样可以充分利用Arduino的资源，使用各种Arduino的传感器、扩展板、接口板等。Nucleo-32的接口是兼容Arduino Nano的，而Nucleo-64和Nucleo-144是兼容Arduino Uno的。Nucleo-64和Nucleo-144除了Arduino接口外，还带有ST Morpho（大闪蝶）接口。Nucleo-32和ArduinoNano电源Nucleo系列开发板都支持多种电源输入：USB、Vin、5V输入，Nucleo-32使用二极管隔离E5V和U5V电源输入，任何一路有输入都可以工作；Nucleo-64和Nucleo-144需要通过短路块选择输入的电源。

通过USB接口供电时，由STLink控制MOSFET（ST890CDR）通断，将USB的U5V传递到+5V。在STlink没有被OS识别出来时，MOSFET是关断的，也就是说使用移动电源时，不能通过USB供电，只能通过E5V或者Vin供电（Nucleo-144多了U5V电源选择，但是需要自己短连SB1）。

Nucleo开发板都支持电流测量功能，这个功能是通过在VCC上串联电流表实现的，就是默认通过短路块连接3.3V到VCC，取下短路块就可以串联电流表进行测量。这样好处是简单，缺点是不能实时测量功耗。Mbed Nucleo系列开发板都支持使用Mbed Cleaasic进行程序开发。使用Mbed，可以简化底层操作，实现程序的快速移植。不过因为Nucleo开发板更新很快，而Mbed升级较慢，经常出现一个Nucleo开发板发布很久，Mbed上还不支持这个板子

使用Mbed的优点：

使用简单，兼容性好

支持Mbed磁盘，可以通过拖放bin文件方式下载程序

支持Mbed中间层，利用Mbed强大而简单易用的库

可以使用Mbed众多第三方元件的库

支持虚拟串口

支持STLink仿真和下载

其他

从元件上看，Nucleo-64使用了很多普通元件，比如8M晶体、32K晶体、USB等，都使用了以前常用的普通型号，体积较大，精度一般。而Nucleo-32和Nucleo-144基本将这些元件替换为更小封装的型号，STLink的USB插座也从现在较少使用的miniUSB改为主流的macroUSB，方便了用户。

Nucleo-32/Nucleo-64/Nucleo-144 对比表

Nucleo-32 Nucleo-64 Nucleo-144

大小(mm) 19 x 51 70 x 82 70 x 135PCB

层数 4 2 6

用户USB 无 无 有

STLink USB macoUSB miniUSB macroUSB

STLink 可外连 否 是 是

接口

Arduino Nano Arduino Uno + Morpho Zio (Arduino + Morpho)

GPIO 20/22 51 118

用户按键 无 1 1

用户LED 1

1 3

电流测量 支持 支持 支持

外部晶体 32K 32K，8M（未焊接） 32K，8M（未焊接）

Mbed 支持 支持 支持

电源选择

无 USB/E5V USB/E5V/VIN