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Die Integration in gängige Software, die einfache Zusammenarbeit mit Arduino und der relativ niedrige Preis sind nur einige der Gründe, den STM32 Nucleo, das Tor zu den unendlichen Möglichkeiten in der Welt der Mikrocontroller und eingebetteten Systeme, auszuprobieren.
Warum sollte man STM32 wählen?
Die Programmierung von STM32-Mikrocontrollern ist eine lohnende Erfahrung, aber in den Augen vieler Hobbyisten wirkt sie entmutigend, wenn Sie nicht einmal über Grundkenntnisse in Embedded Systems verfügen. STMicroelectronics hat die gleichen Stärken wie gut beschriebene Produkte auf dem Markt, wie z.B. Arduino und Raspberry Pi, denn STMicroelectronics bietet eine umfangreiche Dokumentation, Benutzerhandbücher, Schaltpläne, Anwendungshinweise und Beispielcodes, um einen schnellen Einstieg in die Plattform zu ermöglichen. Dank der integrierten Arduino-kompatiblen Pins ist das Prototyping und der Anschluss von Modulen und Shields mit STM32 ganz einfach. STM32-Mikrocontroller bieten eine hervorragende Leistung, eine große Anzahl von Peripheriegeräten und Kommunikationsschnittstellen, Analog-Digital-Wandler (ADCs) und PWM-Benutzerschnittstellen. Das Erlernen der STM32-Programmierung sollte mit der Arbeit mit GPIOs beginnen und nach und nach die Peripheriegeräte kennenlernen und mit Codes und Sensoren experimentieren. Wenn Sie mit einfachen Aufgaben beginnen und Ihr Wissen schrittweise erweitern, schaffen Sie eine solide Grundlage für die fortgeschrittene STM32-Entwicklung.
STM32-Mikrocontroller-Familie
Der Begriff STM32 bezieht sich nicht auf einen bestimmten Mikrocontroller. Es ist der Name, den STMicroelectronics einer Familie von Mikrocontrollern gegeben hat, die auf der ARM Cortex-M Architektur basieren. Die STM32-Familie selbst kann in viele Gruppen unterteilt werden, die wiederum in Serien unterteilt werden können, von denen es fünfzehn gibt. Diese Serien sind in vier Gruppen unterteilt: High Performance, Mainstream, Ultra Low Power und Wireless. Die meisten Entwicklungsboards sind so konzipiert, dass sie mit so wenigen Komponenten wie möglich arbeiten – damit sie so billig wie möglich sind und den Benutzer in keiner Weise einschränken. Es gibt auch Boards, die zusätzliche Komponenten wie LEDs und Sensoren enthalten. Die STM32 Nucleo-Boards selbst sind den Arduino-Boards sehr ähnlich. Sie enthalten nur einen Mikrocontroller und einen eingebauten ST-Link Debugger. Es sind drei Formate erhältlich. Darüber hinaus gibt es Discovery-Kits mit Ein- und Ausgabegeräten und einem Debugger sowie Evaluierungsboards mit einem umfangreichen Netzwerk von Geräten und Schnittstellen.
Um ein STM32-Basisprojekt zu starten, müssen wir keine komplexen Entscheidungen auf der Softwareseite treffen, da wir die GNU Arm Embedded Toolchain verwenden können, die Sie vom ARM-Hersteller herunterladen können. STM32-Basen können mit einem Code-Editor wie Visual Studio Code entwickelt werden. Von den Plattformen, die IDEs und APIs für die Gerätesteuerung anbieten, sind zwei erwähnenswert. Die erste ist STM32duino, die die bekannte Arduino-API für STM32-Mikrocontroller implementiert. Das zweite ist Arm Mbed, das nicht nur STM32-Mikrocontroller unterstützt. Dies ist oft die erste Wahl, nicht nur wegen der Unterstützung für eine breite Palette von Geräten verschiedener Hersteller, sondern auch für Lösungen, die speziell für das IoT und die Cloud oder herunterladbare IDEs entwickelt wurden.
Nucleo Modul - was ist das?
STM32 Nucleo sind Chips, die von STMicroelectronics hergestellt werden. Das Unternehmen verfügt über eine umfangreiche Palette von Chips mit 32-Bit-Mikrocontrollern. Die Nucleo-Module sind so konzipiert, dass sie eine einfach zu bedienende Plattform für die Entwicklung und Erstellung von Anwendungen auf der Basis von STM32-Mikrocontrollern bieten. Dank des schematischen Designs ist es möglich, die im Nucleo-Portfolio verfügbaren Bausteine anzuschließen und wiederzuverwenden. Die Anschlüsse des Boards sind mit Arduino und dem neuen ST-Standardanschluss (Morpho) kompatibel, was den Zugang zu einer breiten Palette von Erweiterungen und Modulen eröffnet und es Entwicklern ermöglicht, das bestehende Ökosystem von Arduino-kompatibler Hardware und Bibliotheken zu nutzen. Der Anschluss zusätzlicher Sensoren, Aktoren, Displays, Kommunikationsmodule und anderer Peripheriegeräte an den STM32 Mikrocontroller ist kein Problem. Darüber hinaus enthalten die Nucleo-Module oft einen integrierten Schaltkreis für die Stromversorgung über USB oder eine andere externe Quelle. Jedes Nucleo Modul verfügt über einen eingebauten ST-Link Programmer, der es Entwicklern ermöglicht, den angeschlossenen STM32 Mikrocontroller direkt aus ihrer Entwicklungsumgebung (z.B. STM32CubeIDE, Keil µVision, etc.) über eine USB-Verbindung zu programmieren und zu debuggen. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass STMicroelectronics ein umfassendes Softwareentwicklungssystem für STM32-Mikrocontroller anbietet. Beispiele hierfür sind STM32CubeMX für die grafische Konfiguration und Codegenerierung oder STM32CubeIDE für eine integrierte Entwicklungsumgebung.
STM32 Nucleo - für wen?
STM32-Mikrocontroller werden in einer Vielzahl von Geräten eingesetzt und finden sich zunehmend in Systemen für das Internet der Dinge (IoT; Internet of Things).
Dank ihres geringen Stromverbrauchs, ihrer Konnektivitätsoptionen und ihrer Kompatibilität mit IoT-Protokollen haben STM32-Chips in der Elektronik für intelligente Gebäude an Beliebtheit gewonnen. STM32 Nucleo-Plattformen spielen auch eine wichtige Rolle in der industriellen Automatisierung, wo sie zur Steuerung von Maschinen, Überwachung von Prozessen und Erfassung von Sensordaten eingesetzt werden. Sie werden häufig in speicherprogrammierbare Steuerungen (PLCs) oder Systeme zur Steuerung von Motoren integriert. Dank ihres erschwinglichen Preises, ihres vielseitigen Designs und der großen Auswahl an Geräten sind STM32-Module bei Bastlern und Elektronikliebhabern sehr beliebt. Sie werden auch zu Ausbildungs- und Entwicklungszwecken von Ingenieuren und Programmierern verwendet, um eingebettete Systeme zu entwickeln, mit Hardware- und Softwarekonzepten zu experimentieren, Proof-of-Concept-Designs zu erstellen und Firmware für verschiedene Anwendungen zu entwickeln.
Ganz gleich, ob Sie Ihre ersten Schritte als Hobbyelektroniker machen oder an fortgeschritteneren Projekten arbeiten, es lohnt sich, sich mit den STM32 Nucleo Chips und den Möglichkeiten, die sie bieten, vertraut zu machen.
