Piedinatura ST NUCLEO-F401RE

La scheda STM32F401 ufficiale di ST con prese in stile Arduino Uno e un programmatore e debugger ST-LINK integrato. Logica a 3,3 V, la maggior parte dei pin tollera i 5 V.

Vista dall’alto, connettore USB a sinistra. Colori: rosso alimentazione, grigio massa, verde GPIO, giallo analogici, arancione seriale USB, blu I2C.

In breve

Chip: STM32F401RE (STM32F401RET6)
Processore: Arm Cortex-M4 with FPU at 84 MHz, 96 KB SRAM, 512 KB flash
Livello logico: 3,3 V. Non tollera i 5 V, salvo i pin indicati sotto.
Strumento di programmazione: STM32CubeProgrammer, stlink or dfu-util
Scheda Arduino (FQBN): STMicroelectronics:stm32:Nucleo_64:pnum=NUCLEO_F401RE
Vista dei pin dal vivo in BoardPilot: Sì (agente diagnostico disponibile)

Pin da evitare o da usare con attenzione

Pin di strapping: BOOT0, PB2

Il loro livello al reset cambia il modo di avvio. Di solito vanno bene dopo l’avvio.

Seriale USB: RX/D0 (PA3), TX/D1 (PA2)

Usati per il caricamento e il monitor seriale. Qualsiasi cosa collegata qui può impedire il caricamento.

Porta di debug: PA13, PA14

SWD/JTAG. Usarli può impedire al debugger di raggiungere il chip.

Usati sulla scheda: RX/D0 (PA3), TX/D1 (PA2), PC13, PC14, PC15, PH0, PH1

Già collegati a qualcosa sulla scheda (vedi le note nella tabella).

Pin adatti a LED, pulsanti e segnali

D2, D4, PWM/D5, PWM/D6, D7, D8, PWM/D9, PWM/D3, PWM/CS/D10, PWM/MOSI/D11, MISO/D12

Pin predefiniti in Arduino

I2C: SDA = SDA/D14, SCL = SCL/D15. Con le impostazioni predefinite della libreria Wire funzionano solo questi pin. Wire usa PB9 (D14) per SDA e PB8 (D15) per SCL. Solo alcune coppie di pin dell’STM32 possono fare I2C (per esempio PB7/PB6 con Wire.setSDA/setSCL).
SPI: MOSI = PWM/MOSI/D11, MISO = MISO/D12, SCK = SCK/D13, CS = PWM/CS/D10.
Ingressi analogici: A0, A1, A2, A3, A4, A5 (0–3.3 V)
Pin che tollerano 5 V: RX/D0 (PA3), TX/D1 (PA2), D2 (PA10), PWM/D3 (PB3), D4 (PB5), PWM/D5 (PB4), PWM/D6 (PB10), D7 (PA8), D8 (PA9), PWM/D9 (PC7), PWM/CS/D10 (PB6), PWM/MOSI/D11 (PA7), MISO/D12 (PA6), SCK/D13 (PA5), SDA/D14 (PB9), SCL/D15 (PB8), A0 (PA0), A1 (PA1), A2 (PA4), A3 (PB0), A4 (PC1), A5 (PC0), PC10, PC11, PC12, PD2, PA13, PA14, PA15, PB7, PC13, PC14, PC15, PH0, PH1, PC2, PC3, PC9, PC8, PC6, PC5, PA12, PA11, PB12, PB2, PB1, PB15, PB14, PB13, PC4

Come programmarla

Collega il cavo USB alla porta mini-USB sul lato dell’ST-LINK. Non serve premere nessun pulsante.

Tutti i 99 pin

Pin	GPIO	Pin del chip	Funzioni	Note
RX/D0	3	PA3	GPIO, ADC1_IN3, UART2_RX, TIM2_CH4, TIM5_CH4, TIM9_CH2, PWM	Non collegato a questo connettore per impostazione predefinita: PA3/PA2 vanno alla porta seriale USB dell’ST-LINK (ponticelli a saldare SB13/SB14 chiusi, SB62/SB63 aperti). Serial li usa.
TX/D1	2	PA2	GPIO, ADC1_IN2, UART2_TX, TIM2_CH3, TIM5_CH3, TIM9_CH1, PWM	Non collegato a questo connettore per impostazione predefinita: PA3/PA2 vanno alla porta seriale USB dell’ST-LINK (ponticelli a saldare SB13/SB14 chiusi, SB62/SB63 aperti). Serial li usa.
D2	10	PA10	GPIO, UART1_RX, TIM1_CH3, USB_ID, PWM
PWM/D3	19	PB3	GPIO, SWO, TIM2_CH2, SPI1_SCK, SPI3_SCK, I2C2_SDA, PWM	È anche la linea di trace di debug SWO verso l’ST-LINK (SB15). Va bene come pin normale.
D4	21	PB5	GPIO, TIM3_CH2, SPI1_MOSI, SPI3_MOSI, PWM
PWM/D5	20	PB4	GPIO, TIM3_CH1, SPI1_MISO, SPI3_MISO, I2C3_SDA, PWM
PWM/D6	26	PB10	GPIO, I2C2_SCL, SPI2_SCK, TIM2_CH3, PWM
D7	8	PA8	GPIO, TIM1_CH1, I2C3_SCL, UART1_CK, MCO1, PWM
D8	9	PA9	GPIO, UART1_TX, TIM1_CH2, USB_VBUS, PWM
PWM/D9	39	PC7	GPIO, UART6_RX, TIM3_CH2, PWM
PWM/CS/D10	22	PB6	GPIO, SPI_CS (predef.), I2C1_SCL, UART1_TX, TIM4_CH1, PWM
PWM/MOSI/D11	7	PA7	GPIO, ADC1_IN7, SPI_MOSI (predef.), SPI1_MOSI, TIM1_CH1N, TIM3_CH2, PWM	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
MISO/D12	6	PA6	GPIO, ADC1_IN6, SPI_MISO (predef.), SPI1_MISO, TIM3_CH1, PWM	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
SCK/D13	5	PA5	GPIO, ADC1_IN5, SPI_SCK (predef.), SPI1_SCK, TIM2_CH1, PWM	Su questo pin c’è il LED utente verde LD2 (HIGH = acceso, ponticello a saldare SB21).
SDA/D14	25	PB9	GPIO, I2C_SDA (predef.), I2C1_SDA, TIM4_CH4, TIM11_CH1, SPI2_NSS, PWM	Pin dati I2C predefinito (Wire SDA).
SCL/D15	24	PB8	GPIO, I2C_SCL (predef.), I2C1_SCL, TIM4_CH3, TIM10_CH1, PWM	Pin clock I2C predefinito (Wire SCL).
GND	—
AVDD	—			Alimentazione analogica / riferimento dell’ADC (AREF sulle schede Arduino). Collegato a 3,3 V tramite SB57.
IOREF	—			Dice agli shield il livello logico: 3,3 V.
NRST	—			Collegalo a GND per resettare la scheda (come il pulsante nero RESET).
3V3	—			Uscita a 3,3 V per i sensori.
5V	—			Uscita a 5 V (dalla USB per impostazione predefinita).
GND	—
GND	—
VIN	—			Ingresso per 7-12 V (con il jumper JP5 su E5V/VIN). Non fornisce alimentazione quando la scheda va con la USB.
A0	0	PA0	GPIO, ADC1_IN0, TIM2_CH1, TIM5_CH1, UART2_CTS, WKUP, PWM	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
A1	1	PA1	GPIO, ADC1_IN1, TIM2_CH2, TIM5_CH2, UART2_RTS, PWM	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
A2	4	PA4	GPIO, ADC1_IN4, SPI1_NSS, SPI3_NSS	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
A3	16	PB0	GPIO, ADC1_IN8, TIM3_CH3, TIM1_CH2N, PWM	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
A4	33	PC1	GPIO, ADC1_IN11	Ingresso analogico PC1. I ponticelli a saldare SB46/SB56 possono passarlo a PB9 (SDA I2C); il predefinito è PC1. Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
A5	32	PC0	GPIO, ADC1_IN10	Ingresso analogico PC0. I ponticelli a saldare SB52/SB51 possono passarlo a PB8 (SCL I2C); il predefinito è PC0. Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
PC10	42		GPIO, SPI3_SCK, SDIO_D2
PC11	43		GPIO, SPI3_MISO, SDIO_D3
PC12	44		GPIO, SPI3_MOSI, SDIO_CK
PD2	50		GPIO, TIM3_ETR, SDIO_CMD
VDD	—			Alimentazione dell’STM32, 3,3 V.
E5V	—			Ingresso per un alimentatore esterno a 5 V (da 4,75 a 5,25 V, jumper JP5 su E5V). Dalla USB non riceve alimentazione.
BOOT0	—			HIGH al reset avvia il bootloader ST invece del tuo programma. Lascialo LOW (predefinito).
GND	—
IOREF	—			Come IOREF sul connettore Arduino.
PA13	13		GPIO, SWDIO	Linea di debug SWD verso l’ST-LINK sulla scheda (SWDIO). Non usarla come I/O, o la programmazione smette di funzionare.
RESET	—			Come RESET sul connettore Arduino.
PA14	14		GPIO, SWCLK	Linea di debug SWD verso l’ST-LINK sulla scheda (SWCLK). Non usarla come I/O, o la programmazione smette di funzionare.
+3.3V	—			Come 3V3 sul connettore Arduino.
PA15	15		GPIO, JTDI, TIM2_CH1, SPI1_NSS, SPI3_NSS, PWM
+5V	—			Come 5V sul connettore Arduino.
GND	—
GND	—
PB7	23		GPIO, I2C1_SDA, UART1_RX, TIM4_CH2, PWM
GND	—
PC13	45		GPIO, RTC_OUT	Il pulsante blu USER B1 è collegato a questo pin (SB17). Pin debole: non usarlo per pilotare LED.
VIN	—			Come VIN sul connettore Arduino.
PC14	46		GPIO, OSC32_IN	Pin del quarzo X2 da 32,768 kHz. Non è collegato a questo connettore sulle MB1136 C-02 e successive (SB48/SB49 aperti).
PC15	47		GPIO, OSC32_OUT	Pin del quarzo X2 da 32,768 kHz. Non è collegato a questo connettore sulle MB1136 C-02 e successive (SB48/SB49 aperti).
PA0	0		GPIO, ADC1_IN0, TIM2_CH1, TIM5_CH1, UART2_CTS, WKUP, PWM	Stesso segnale del pin Arduino A0.
PH0	112		GPIO, OSC_IN	Ingresso del clock ad alta velocità (8 MHz dall’ST-LINK sulle MB1136 C-02 e successive). Non si può usare come pin normale.
PA1	1		GPIO, ADC1_IN1, TIM2_CH2, TIM5_CH2, UART2_RTS, PWM	Stesso segnale del pin Arduino A1.
PH1	113		GPIO, OSC_OUT	Ingresso del clock ad alta velocità (8 MHz dall’ST-LINK sulle MB1136 C-02 e successive). Non si può usare come pin normale.
PA4	4		GPIO, ADC1_IN4, SPI1_NSS, SPI3_NSS	Stesso segnale del pin Arduino A2.
VBAT	—			Alimentazione di backup dell’RTC. Su questa scheda è collegata a 3,3 V (SB45).
PB0	16		GPIO, ADC1_IN8, TIM3_CH3, TIM1_CH2N, PWM	Stesso segnale del pin Arduino A3.
PC2	34		GPIO, ADC1_IN12, SPI2_MISO	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
PC1	33		GPIO, ADC1_IN11	Stesso segnale del pin Arduino A4.
PC3	35		GPIO, ADC1_IN13, SPI2_MOSI	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
PC0	32		GPIO, ADC1_IN10	Stesso segnale del pin Arduino A5.
PC9	41		GPIO, TIM3_CH4, I2C3_SDA, MCO2, SDIO_D1, PWM
PC8	40		GPIO, TIM3_CH3, SDIO_D0, PWM
PB8	24		GPIO, I2C_SCL (predef.), I2C1_SCL, TIM4_CH3, TIM10_CH1, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D15.
PC6	38		GPIO, UART6_TX, TIM3_CH1, PWM
PB9	25		GPIO, I2C_SDA (predef.), I2C1_SDA, TIM4_CH4, TIM11_CH1, SPI2_NSS, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D14.
PC5	37		GPIO, ADC1_IN15	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
AVDD	—			Come AVDD sul connettore Arduino.
U5V	—			5 V dal connettore USB dell’ST-LINK.
GND	—
PA5	5		GPIO, ADC1_IN5, SPI_SCK (predef.), SPI1_SCK, TIM2_CH1, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D13. Su questo pin c’è il LED utente verde LD2 (HIGH = acceso, ponticello a saldare SB21).
PA12	12		GPIO, USB_DP, UART1_RTS, UART6_RX, TIM1_ETR	Linea dati USB dell’STM32, ma su questa scheda non c’è nessun connettore USB collegato.
PA6	6		GPIO, ADC1_IN6, SPI_MISO (predef.), SPI1_MISO, TIM3_CH1, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D12.
PA11	11		GPIO, USB_DM, UART1_CTS, UART6_TX, TIM1_CH4, PWM	Linea dati USB dell’STM32, ma su questa scheda non c’è nessun connettore USB collegato.
PA7	7		GPIO, ADC1_IN7, SPI_MOSI (predef.), SPI1_MOSI, TIM1_CH1N, TIM3_CH2, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D11.
PB12	28		GPIO, SPI2_NSS, TIM1_BKIN
PB6	22		GPIO, SPI_CS (predef.), I2C1_SCL, UART1_TX, TIM4_CH1, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D10.
PC7	39		GPIO, UART6_RX, TIM3_CH2, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D9.
GND	—
PA9	9		GPIO, UART1_TX, TIM1_CH2, USB_VBUS, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D8.
PB2	18		GPIO, BOOT1	BOOT1: conta solo quando BOOT0 è HIGH al reset. Altrimenti è un pin normale.
PA8	8		GPIO, TIM1_CH1, I2C3_SCL, UART1_CK, MCO1, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D7.
PB1	17		GPIO, ADC1_IN9, TIM3_CH4, TIM1_CH3N, PWM	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
PB10	26		GPIO, I2C2_SCL, SPI2_SCK, TIM2_CH3, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D6.
PB15	31		GPIO, SPI2_MOSI, TIM1_CH3N, PWM
PB4	20		GPIO, TIM3_CH1, SPI1_MISO, SPI3_MISO, I2C3_SDA, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D5.
PB14	30		GPIO, SPI2_MISO, TIM1_CH2N, PWM
PB5	21		GPIO, TIM3_CH2, SPI1_MOSI, SPI3_MOSI, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D4.
PB13	29		GPIO, SPI2_SCK, TIM1_CH1N, PWM
PB3	19		GPIO, SWO, TIM2_CH2, SPI1_SCK, SPI3_SCK, I2C2_SDA, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D3.
AGND	—			Massa analogica (unita a GND).
PA10	10		GPIO, UART1_RX, TIM1_CH3, USB_ID, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D2.
PC4	36		GPIO, ADC1_IN14	Tollera i 5 V solo come ingresso digitale. Come ingresso analogico tienilo tra 0 e 3,3 V.
PA2	2		GPIO, ADC1_IN2, UART2_TX, TIM2_CH3, TIM5_CH3, TIM9_CH1, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D1. Non collegato a questo connettore per impostazione predefinita: PA3/PA2 vanno alla porta seriale USB dell’ST-LINK (ponticelli a saldare SB13/SB14 chiusi, SB62/SB63 aperti). Serial li usa.
PA3	3		GPIO, ADC1_IN3, UART2_RX, TIM2_CH4, TIM5_CH4, TIM9_CH2, PWM	Stesso segnale del pin Arduino D0. Non collegato a questo connettore per impostazione predefinita: PA3/PA2 vanno alla porta seriale USB dell’ST-LINK (ponticelli a saldare SB13/SB14 chiusi, SB62/SB63 aperti). Serial li usa.

Controlla il cablaggio con BoardPilot

BoardPilot mostra questa scheda in 3D, segnala i pin rischiosi mentre colleghi e la programma in sicurezza, con un backup prima.

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Fonti

ST UM1724 STM32 Nucleo-64 boards (MB1136), Rev 13, Table 16 Arduino connectors on NUCLEO-F401RE; Table 29 ST morpho connector; Figure 18
ST UM1724, Rev 13, Figure 5 mechanical dimensions; 6.4 LEDs; 6.5 push-buttons; 6.7 OSC clock; 6.8 USART; Table 10 solder bridges; Table 7 external power
ST STM32F401xD/xE datasheet DS10086 (DocID025644 Rev 3), Table 8 pin definitions (FT I/O structure, notes 2-4), ADC1_IN channels
stm32duino Arduino_Core_STM32, variants/STM32F4xx/F401R(B-C-D-E)T/variant_NUCLEO_F401RE.h/.cpp; cores/arduino/pins_arduino.h (PIN_WIRE_SDA 14, PIN_WIRE_SCL 15, SPI 10-13); boards.txt Nucleo_64
OpenOCD contrib/60-openocd.rules, ST-LINK/V2.1 USB ids 0483:374b, 0483:3752
File dei dati della scheda e note sulle fonti su GitHub

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