STM32WB Nucleo-64 開發板（MB1641）

引言

基於 MB1641 的 NUCLEO-WB15CC STM32WB Nucleo-64 開發板是一款低功耗藍牙和超低功耗器件，嵌入了功能強大的超低功耗射頻，符合低功耗藍牙 SIG 規範 5.2 版本。

ARDUINO® Uno V3 和 ST morpho 接口利用多種專用跳線，提供了一種擴展 STM32WB Nucleo 開放式開發平台功能的簡單方法。

NUCLEO-WB15CC 頂視圖

• 特性

Ÿ STM32WB15CC（320 KB Flash 存儲器，48 KB SRAM，VFQFPN48 封裝）超低功耗無線微控制器，具有以下特點：

‒ 雙核 32 位（Arm® Cortex-M4®和用於實時射頻的專用 M0+ CPU）

‒ 2.4 GHz 射頻收發器，支持 Bluetooth®規範 5.2 版本

Ÿ 三個用戶 LED

Ÿ 一個復位按鈕和三個用戶按鈕

Ÿ 板載連接器：

‒ ARDUINO® Uno V3 擴展連接器

‒ 意法半導體的 morpho 擴展引腳接口，用於完全訪問所有的 STM32WB I/O

Ÿ 集成 PCB 天線和 SMA 連接器封裝

Ÿ 靈活的供電選擇：ST-LINK、USB VBUS 或外部電源

Ÿ 用於安裝 CR2032 電池插座的板載封裝

Ÿ 具有 USB 重新枚舉功能的板載 ST-LINK/V2-1 調試器/編程器：大容量存儲器、虛擬 COM 埠和調試埠

Ÿ 提供了全面的免費軟體庫和例程，可從 STM32CubeWB MCU 軟體包獲得

Ÿ 支持多種集成開發環境（IDE），包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM、STM32CubeIDE，以及 Mbed Studio

• 硬體布局和配置

NUCLEO-WB15CC Nucleo-64 板圍繞 STM32WB15CC 微控制器設計。圖 2 中的硬體框圖示出了 NUCLEO-WB15CC 與其外設（ARDUINO® Uno V3 連接器，ST morpho 連接器和嵌入式 ST-LINK）之間的連接。

圖 3 至圖 5 幫助用戶在 NUCLEO-WB15CC 板上找到這些特徵的位置。NUCLEO-WB15CC 產品的機械尺寸顯示如圖 6 所示。

• 電源

1. 概述

在默認情況下，STM32WB15CC 微控制器嵌入在該 Nucleo 開發板上，由 3V3 供電，但該開發板提供了許多為該設備供電的可能方案。3.3 V 可以首先來自 ST-LINK USB、ARDUINO®或 ST morpho 連接器。此外，STM32WB15CC 可由 1.8 - 3.3 V 的外部電源供電。藉助電平轉換器，即使目標的電源電壓與 3V3（ST-LINK電源）不同，也始終能夠由嵌入式 ST-LINK 進行調試。圖7 顯示了電源樹。此外，該圖還顯示了跳線和焊橋的默認狀態。

        2.    7至12V電源

NUCLEO-WB15CC 可以使用 7 - 12 V 直流電源供電。這種類型的直流電平有三種通路：

1. ARDUINO®連接器的 VIN CN6 引腳 8。可以在該引腳上施加至+12 V，也可以使用另外一個 ARDUINO® 擴展板，該擴展板可以在 VIN 引腳上提供這種類型的電壓。
2. ST morpho 連接器的 VIN CN7 引腳 24。可以像 ARDUINO®連接件一樣，在該引腳上施加至+12 V。
3. CN4 外部輸入.在這種情況下，請著重留意跳線和焊接橋的設置。請參見表4。

這些電源連接到 U2 線性低壓降穩壓器。該穩壓器的 5 V 輸出是潛在的 5V 電源。更多詳細信息，請參見第7.1.3 節。

       3.      5V電源

NUCLEO-WB15CC 可以使用 5 V 直流電源供電。5 V 可以來自多個連接器：

1. 5V_USB_STLK 連接到 CN11（電路板的默認供電配置）。該連接器專用於訪問 ST-LINK/V2 和虛擬COM 埠，因此可以從電腦主機獲取電源。此外，也可以將 USB 充電器連接到該連接器。在這種情況下，將無法訪問 ST-LINK 和 VCP。
2. CN4 外部輸入.在這種情況下，請著重留意跳線和焊接橋的設置。更多詳細信息，請參見第 7.1.2 節。
3. ST morpho 連接器的 5V_EXT CN7 引腳 6。
4. 通過 U2 穩壓器輸入 7-12 V。更多詳細信息，請參見第 7.1.2 節。

JP1 跳線選擇 5 V 電源。表4顯示了配置與所選電源的對比。

根據連接到 USB 埠的設備以及開發板本身所需的電流，功率限制可能會阻止系統按預期工作。用戶必須確保根據所需的電流為 NUCLEO-WB15CC 提供正確的電源。

使用 5V_USB_STLINK 時，JP1 設置為[7-8]。順序是特定的。一開始，只提供 STM32F103。如果 USB 枚舉成功，則需要確認來自 STM32F103CBT6 的 PWR_ENn 信號以啟用 5V_USB_STLNK 電源。該引腳與TPS2041C 電源開關相連，電源開關為開發板的其餘部分供電。該電源開關還具有電流限制功能，以便在電流超過 300 mA 的情況下保護主機 PC。

    4.    電流測量

由於該設備具有低功耗特性，因此測量 NUCLEO-WB15CC 功耗時可能會很有趣。要輕鬆進行此測量，有兩種可能方案：

1. 使用電流表代替 JP1 跳線測量 SoC 的電源電流。在這種情況下，可以使用除來自 ARDUINO®連接器的AVDD 之外的所有電源。圖8 顯示了配置。

     2.     使用具有電流測量功能的外部電源。在這種情況下，必須移除 JP2 跳線，並將電源連接到 JP2 引腳 2， 如圖9所示。電源電壓必須在 8 - 3.3 V 之間，在此測量期間不得使用 AVDD 輸入（CN1 引腳 8）。

• 板載內置的 ST-LINK/V2-1

ST-LINK/V2-1 編程和調試工具集成在 NUCLEO-WB15CC Nucleo-64 開發板上。關於調試和編程特徵的信息，請參閱 STM8 和 STM32 的 ST-LINK/V2 在線調試器/編程器用戶手（UM1075），其中詳細描述了 ST-LINK/V2 的所有特徵。

ST-LINK/V2-1 支持的新特性有：

Ÿ USB 軟體重新枚舉

Ÿ USB 上的虛擬 COM 埠接口

Ÿ USB 上的大容量存儲接口

Ÿ USB 電源管理請求 USB 上的電源電流超過 100mA（此開發板限制為 300 mA） ST-LINK/V2-1 不再支持以下功能：

Ÿ 應用電壓低於 3 V

 

• LED

Nucleo 開發板頂部的六個 LED 可在應用開發過程中幫助用戶。

1. LD1：該藍色 LED 可用於用戶應用。
2. LD2：該綠色 LED 可用於用戶應用。
3. LD3：該紅色 LED 可用於用戶應用。
4. LD4：該 LED 變為紅色表示當板由 USB_STLINK 供電時，無法按預期執行電流分配。
5. LD5：當可提供 5V 時，該 LED 變為綠色。要選擇 5 V 電源，請參閱第 7.1.3 節了解更多詳情。
6. LD6 為雙色 LED，其默認狀態為紅色。變為綠色，表明主機 PC 和 ST-LINK/V2-1 之間正在通信，如下設置：

‒ 緩慢閃爍的紅色和熄滅：在上電時，在 USB 初始化之前

‒ 快速閃爍的紅色和熄滅：在主機 PC 和 ST-LINK/V2-1 之間第一次正確通信（枚舉）之後

‒ 亮起為紅色：當主機 PC 和 ST-LINK/V2-1 之間的初始化成功完成時。

‒ 亮起為綠色：成功進行目標通信初始化之後

‒ 閃爍的紅色和綠色：與目標進行通信過程中

‒ 亮起為綠色：通信成功完成

‒ 亮起為橙色：通信失敗。

• 按鍵

NUCLEO-WB15CC 提供兩種類型的按鈕：

Ÿ B1 USER1 按鈕

Ÿ B2 USER2 按鈕

Ÿ B3 USER3 按鈕

Ÿ B4 復位按鈕用於復位 NUCLEO-WB15CC 板。

• RF I/O

RF 輸出默認配置為使用 PCB 天線。然而，對於實驗室表征，可以使用 SMA 連接器（默認情況下不安裝）。 圖14 顯示了 RF 輸出原理圖。在 I/O 引腳上，意法半導體製造的特定組件允許引腳匹配 50 Ω，並嵌入低通濾波器，從而滿足認證要求。

組件 C36、L1 和 C37 構建了 PCB 天線的匹配網絡。封裝耦合 R1 和 R5 可切換 RF I/O 的方向。如果 R1 為 ON（默認），則使用 PCB 天線。如果 R1 封裝上的 0 Ω 電阻器在 R5 封裝上移動，則使用 SMA 方向。C39、R13 和 C40 是可用於為外部天線構建匹配網絡的封裝。在默認情況下，與 SMA 直接連接，無需匹配的網絡）。R13 為 0 Ω 電阻器，C39 和 C40 關閉。

 

• ARDUINO®連接器

開發板的底部具有 ARDUINO® Uno V3 擴展插座。它圍繞四個標準連接器 CN5、CN6、CN8 和 CN9 構建。大多數專為 ARDUINO®設計的擴展板都可以與開發板配合使用，從而為小尺寸應用提供靈活性。

CN7 和 CN10 ST morpho 連接器為公引腳頭，可在開發板的兩側使用。MCU 的所有信號和電源引腳在這些ST morpho 連接器上可用。這些連接器也可以用示波器、邏輯分析儀或電壓表探測。