STM32WB Nucleo-64 开发板（MB1641）

引言

基于 MB1641 的 NUCLEO-WB15CC STM32WB Nucleo-64 开发板是一款低功耗蓝牙和超低功耗器件，嵌入了功能强大的超低功耗射频，符合低功耗蓝牙 SIG 规范 5.2 版本。

ARDUINO® Uno V3 和 ST morpho 接口利用多种专用跳线，提供了一种扩展 STM32WB Nucleo 开放式开发平台功能的简单方法。

NUCLEO-WB15CC 顶视图

• 特性

Ÿ STM32WB15CC（320 KB Flash 存储器，48 KB SRAM，VFQFPN48 封装）超低功耗无线微控制器，具有以下特点：

‒ 双核 32 位（Arm® Cortex-M4®和用于实时射频的专用 M0+ CPU）

‒ 2.4 GHz 射频收发器，支持 Bluetooth®规范 5.2 版本

Ÿ 三个用户 LED

Ÿ 一个复位按钮和三个用户按钮

Ÿ 板载连接器：

‒ ARDUINO® Uno V3 扩展连接器

‒ 意法半导体的 morpho 扩展引脚接口，用于完全访问所有的 STM32WB I/O

Ÿ 集成 PCB 天线和 SMA 连接器封装

Ÿ 灵活的供电选择：ST-LINK、USB VBUS 或外部电源

Ÿ 用于安装 CR2032 电池插座的板载封装

Ÿ 具有 USB 重新枚举功能的板载 ST-LINK/V2-1 调试器/编程器：大容量存储器、虚拟 COM 端口和调试端口

Ÿ 提供了全面的免费软件库和例程，可从 STM32CubeWB MCU 软件包获得

Ÿ 支持多种集成开发环境（IDE），包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM、STM32CubeIDE，以及 Mbed Studio

• 硬件布局和配置

NUCLEO-WB15CC Nucleo-64 板围绕 STM32WB15CC 微控制器设计。图 2 中的硬件框图示出了 NUCLEO-WB15CC 与其外设（ARDUINO® Uno V3 连接器，ST morpho 连接器和嵌入式 ST-LINK）之间的连接。

图 3 至图 5 帮助用户在 NUCLEO-WB15CC 板上找到这些特征的位置。NUCLEO-WB15CC 产品的机械尺寸显示如图 6 所示。

• 电源

1. 概述

在默认情况下，STM32WB15CC 微控制器嵌入在该 Nucleo 开发板上，由 3V3 供电，但该开发板提供了许多为该设备供电的可能方案。3.3 V 可以首先来自 ST-LINK USB、ARDUINO®或 ST morpho 连接器。此外，STM32WB15CC 可由 1.8 - 3.3 V 的外部电源供电。借助电平转换器，即使目标的电源电压与 3V3（ST-LINK电源）不同，也始终能够由嵌入式 ST-LINK 进行调试。图7 显示了电源树。此外，该图还显示了跳线和焊桥的默认状态。

        2.    7至12V电源

NUCLEO-WB15CC 可以使用 7 - 12 V 直流电源供电。这种类型的直流电平有三种通路：

1. ARDUINO®连接器的 VIN CN6 引脚 8。可以在该引脚上施加至+12 V，也可以使用另外一个 ARDUINO® 扩展板，该扩展板可以在 VIN 引脚上提供这种类型的电压。
2. ST morpho 连接器的 VIN CN7 引脚 24。可以像 ARDUINO®连接件一样，在该引脚上施加至+12 V。
3. CN4 外部输入.在这种情况下，请着重留意跳线和焊接桥的设置。请参见表4。

这些电源连接到 U2 线性低压降稳压器。该稳压器的 5 V 输出是潜在的 5V 电源。更多详细信息，请参见第7.1.3 节。

       3.      5V电源

NUCLEO-WB15CC 可以使用 5 V 直流电源供电。5 V 可以来自多个连接器：

1. 5V_USB_STLK 连接到 CN11（电路板的默认供电配置）。该连接器专用于访问 ST-LINK/V2 和虚拟COM 端口，因此可以从电脑主机获取电源。此外，也可以将 USB 充电器连接到该连接器。在这种情况下，将无法访问 ST-LINK 和 VCP。
2. CN4 外部输入.在这种情况下，请着重留意跳线和焊接桥的设置。更多详细信息，请参见第 7.1.2 节。
3. ST morpho 连接器的 5V_EXT CN7 引脚 6。
4. 通过 U2 稳压器输入 7-12 V。更多详细信息，请参见第 7.1.2 节。

JP1 跳线选择 5 V 电源。表4显示了配置与所选电源的对比。

根据连接到 USB 端口的设备以及开发板本身所需的电流，功率限制可能会阻止系统按预期工作。用户必须确保根据所需的电流为 NUCLEO-WB15CC 提供正确的电源。

使用 5V_USB_STLINK 时，JP1 设置为[7-8]。顺序是特定的。一开始，只提供 STM32F103。如果 USB 枚举成功，则需要确认来自 STM32F103CBT6 的 PWR_ENn 信号以启用 5V_USB_STLNK 电源。该引脚与TPS2041C 电源开关相连，电源开关为开发板的其余部分供电。该电源开关还具有电流限制功能，以便在电流超过 300 mA 的情况下保护主机 PC。

    4.    电流测量

由于该设备具有低功耗特性，因此测量 NUCLEO-WB15CC 功耗时可能会很有趣。要轻松进行此测量，有两种可能方案：

1. 使用电流表代替 JP1 跳线测量 SoC 的电源电流。在这种情况下，可以使用除来自 ARDUINO®连接器的AVDD 之外的所有电源。图8 显示了配置。

     2.     使用具有电流测量功能的外部电源。在这种情况下，必须移除 JP2 跳线，并将电源连接到 JP2 引脚 2， 如图9所示。电源电压必须在 8 - 3.3 V 之间，在此测量期间不得使用 AVDD 输入（CN1 引脚 8）。

• 板载内置的 ST-LINK/V2-1

ST-LINK/V2-1 编程和调试工具集成在 NUCLEO-WB15CC Nucleo-64 开发板上。关于调试和编程特征的信息，请参阅 STM8 和 STM32 的 ST-LINK/V2 在线调试器/编程器用户手（UM1075），其中详细描述了 ST-LINK/V2 的所有特征。

ST-LINK/V2-1 支持的新特性有：

Ÿ USB 软件重新枚举

Ÿ USB 上的虚拟 COM 端口接口

Ÿ USB 上的大容量存储接口

Ÿ USB 电源管理请求 USB 上的电源电流超过 100mA（此开发板限制为 300 mA） ST-LINK/V2-1 不再支持以下功能：

Ÿ 应用电压低于 3 V

 

• LED

Nucleo 开发板顶部的六个 LED 可在应用开发过程中帮助用户。

1. LD1：该蓝色 LED 可用于用户应用。
2. LD2：该绿色 LED 可用于用户应用。
3. LD3：该红色 LED 可用于用户应用。
4. LD4：该 LED 变为红色表示当板由 USB_STLINK 供电时，无法按预期执行电流分配。
5. LD5：当可提供 5V 时，该 LED 变为绿色。要选择 5 V 电源，请参阅第 7.1.3 节了解更多详情。
6. LD6 为双色 LED，其默认状态为红色。变为绿色，表明主机 PC 和 ST-LINK/V2-1 之间正在通信，如下设置：

‒ 缓慢闪烁的红色和熄灭：在上电时，在 USB 初始化之前

‒ 快速闪烁的红色和熄灭：在主机 PC 和 ST-LINK/V2-1 之间第一次正确通信（枚举）之后

‒ 亮起为红色：当主机 PC 和 ST-LINK/V2-1 之间的初始化成功完成时。

‒ 亮起为绿色：成功进行目标通信初始化之后

‒ 闪烁的红色和绿色：与目标进行通信过程中

‒ 亮起为绿色：通信成功完成

‒ 亮起为橙色：通信失败。

• 按键

NUCLEO-WB15CC 提供两种类型的按钮：

Ÿ B1 USER1 按钮

Ÿ B2 USER2 按钮

Ÿ B3 USER3 按钮

Ÿ B4 复位按钮用于复位 NUCLEO-WB15CC 板。

• RF I/O

RF 输出默认配置为使用 PCB 天线。然而，对于实验室表征，可以使用 SMA 连接器（默认情况下不安装）。 图14 显示了 RF 输出原理图。在 I/O 引脚上，意法半导体制造的特定组件允许引脚匹配 50 Ω，并嵌入低通滤波器，从而满足认证要求。

组件 C36、L1 和 C37 构建了 PCB 天线的匹配网络。封装耦合 R1 和 R5 可切换 RF I/O 的方向。如果 R1 为 ON（默认），则使用 PCB 天线。如果 R1 封装上的 0 Ω 电阻器在 R5 封装上移动，则使用 SMA 方向。C39、R13 和 C40 是可用于为外部天线构建匹配网络的封装。在默认情况下，与 SMA 直接连接，无需匹配的网络）。R13 为 0 Ω 电阻器，C39 和 C40 关闭。

 

• ARDUINO®连接器

开发板的底部具有 ARDUINO® Uno V3 扩展插座。它围绕四个标准连接器 CN5、CN6、CN8 和 CN9 构建。大多数专为 ARDUINO®设计的扩展板都可以与开发板配合使用，从而为小尺寸应用提供灵活性。

CN7 和 CN10 ST morpho 连接器为公引脚头，可在开发板的两侧使用。MCU 的所有信号和电源引脚在这些ST morpho 连接器上可用。这些连接器也可以用示波器、逻辑分析仪或电压表探测。