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La carte Cortex-M4 à 84 MHz de ST, avec son propre programmateur ST-LINK : des connecteurs Arduino sur le dessus, toutes les broches sur les rangées morpho, une logique en 3,3 V et un seul câble mini-USB pour l'alimentation, les téléversements et le Serial.
Chaque leçon fait tourner votre propre code sur la carte. Réussissez ses vérifications pour la valider.
Montez la carte dans le bon ordre, puis mettez-la sous tension et vérifiez-la, comme sur l'établi.
0 étapes sur 11Retirez le câble USB et tout ce qui est branché sur VIN ou E5V. Ne montez ni ne réparez jamais une carte sous tension.
Chaque panne se produit vraiment dans la simulation. Déclenchez-en une, regardez la figure, puis lisez pourquoi.
La Nucleo-F401RE, c'est deux cartes en une. Le tiers du haut, derrière une rangée de fentes sécables, est un ST-LINK/V2-1 : un STM32F103 alimenté par la prise mini-USB, qui programme la cible en SWD et transmet le Serial de la cible à votre ordinateur sous forme de port COM virtuel. En dessous se trouve la cible : un STM32F401RE (Arm Cortex-M4F à 84 MHz, 512 KB de flash, 96 KB de RAM) avec des connecteurs Arduino au format Uno et deux connecteurs ST morpho de 38 broches qui portent toutes les broches. La logique est en 3,3 V, mais la plupart des broches acceptent le 5 V en entrée numérique. Trois cavaliers comptent : JP5 choisit l'USB ou une alimentation externe pour le +5V, JP6 relie le régulateur 3,3 V au MCU (retirez-le pour mesurer le courant), et les deux cavaliers de CN2 permettent au ST-LINK d'atteindre la cible. Dans l'IDE Arduino, c'est la carte Nucleo-64 du core STM32duino : LED_BUILTIN est la LED verte LD2 sur D13, USER_BTN est le bouton bleu B1 sur PC13, et le Serial passe par le ST-LINK.
| Connecteur | Broche | Nom | Fonctions | Niveau | Courant max | Remarques |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CN6 | 1 | NC | – | – | – | |
| CN6 | 2 | IOREF | I/O reference for shields (+3V3) | 3,3 V | – | Reliée à +3V3 : elle indique à un shield que la logique de cette carte est en 3,3 V. |
| CN6 | 3 | NRST | RESET (active low) | 3,3 V | – | LOW réinitialise le STM32. Partagée avec B2 et avec le ST-LINK, qui la tire pendant un téléversement. |
| CN6 | 4 | 3V3 | +3V3 from the LD39050 (U4) | 3,3 V | 500 mA | Sortie de U4, 500 mA partagés avec le MCU. Elle ne peut servir d'entrée que si le ST-LINK est détaché ou si SB2 et SB12 sont ouverts. |
| CN6 | 5 | 5V | +5V rail, output | 5 V | – | Sortie : le +5V venant de l'USB (à travers T2) ou de E5V/VIN avec JP5 sur 2-3. Sur l'USB, restez dans le budget de 300 mA. |
| CN6 | 6 | GND | GND | – | – | |
| CN6 | 7 | GND | GND | – | – | |
| CN6 | 8 | VIN | 7-12 V into the LD1117 (U3) | – | – | Entrée 7-12 V, à travers le LD1117 : 800 mA à 7 V, 450 mA jusqu'à 9 V, 250 mA jusqu'à 12 V. Aucune protection contre l'inversion. Passez JP5 sur 2-3. |
| CN8 | 1 | A0 | PA0, ADC1_IN0 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN8 | 2 | A1 | PA1, ADC1_IN1 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN8 | 3 | A2 | PA4, ADC1_IN4 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN8 | 4 | A3 | PB0, ADC1_IN8 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN8 | 5 | A4 | PC1, ADC1_IN11 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN8 | 6 | A5 | PC0, ADC1_IN10 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN5 | 1 | D8 | PA9, USART1 TX | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN5 | 2 | D9 | PC7, PWM TIM3_CH2 (1 kHz) | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN5 | 3 | D10 | PB6, PWM TIM4_CH1, SPI CS | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN5 | 4 | D11 | PA7, PWM TIM1_CH1N, SPI1 MOSI | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN5 | 5 | D12 | PA6, SPI1 MISO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN5 | 6 | D13 | PA5, SPI1 SCK, LD2 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | LD2 est reliée à cette broche à travers 510 Ω. C'est aussi l'horloge du SPI1 : LD2 scintille donc pendant que le SPI tourne. |
| CN5 | 7 | GND | GND | – | – | |
| CN5 | 8 | AVDD | VDDA / VREF+ (analog supply and ADC reference) | 3,3 V | – | La référence du CAN (VDDA), reliée à VDD à travers la ferrite L1. Elle se trouve là où un Uno a AREF, mais ce n'est pas une entrée. |
| CN5 | 9 | D14 | PB9, I2C1 SDA | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | I2C1 (Wire). La carte n'a pas de pull-up sur ce bus : le module ou le shield doit les apporter. |
| CN5 | 10 | D15 | PB8, I2C1 SCL | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | I2C1 (Wire). La carte n'a pas de pull-up sur ce bus : le module ou le shield doit les apporter. |
| CN9 | 1 | D0 | PA3, USART2 RX | – | – | Non connectées par défaut : PA2/PA3 (USART2) vont au ST-LINK, si bien que le Serial arrive à votre ordinateur. Fermer SB62/SB63 les amène au connecteur. |
| CN9 | 2 | D1 | PA2, USART2 TX | – | – | Non connectées par défaut : PA2/PA3 (USART2) vont au ST-LINK, si bien que le Serial arrive à votre ordinateur. Fermer SB62/SB63 les amène au connecteur. |
| CN9 | 3 | D2 | PA10, USART1 RX | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN9 | 4 | D3 | PB3, PWM TIM2_CH2, SWO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN9 | 5 | D4 | PB5 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN9 | 6 | D5 | PB4, PWM TIM3_CH1 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN9 | 7 | D6 | PB10, PWM TIM2_CH3 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN9 | 8 | D7 | PA8 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN7 | 1 | PC10 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN7 | 2 | PC11 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN7 | 3 | PC12 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN7 | 4 | PD2 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN7 | 5 | VDD | MCU supply, after JP6 | 3,3 V | – | L'alimentation du MCU, après JP6. Mesurez ici pour vérifier que JP6 est en place. |
| CN7 | 6 | E5V | External 5 V in (4.75-5.25 V, JP5 on 2-3) | 5 V | – | Entrée 5 V externe (4,75-5,25 V), directement sur le +5V quand JP5 est sur 2-3. Aucune protection. |
| CN7 | 7 | BOOT0 | BOOT0 (low = run from flash), Broche de strapping | 3,3 V | – | Tirée à LOW sur la carte, pour que le STM32 exécute votre sketch depuis la flash. Un cavalier vers VDD (broche 5) lance à la place le bootloader en ROM de ST. |
| CN7 | 8 | GND | GND | – | – | |
| CN7 | 9 | - | – | – | – | |
| CN7 | 10 | - | – | – | – | |
| CN7 | 11 | - | – | – | – | |
| CN7 | 12 | IOREF | I/O reference (+3V3) | 3,3 V | – | Reliée à +3V3 : elle indique à un shield que la logique de cette carte est en 3,3 V. |
| CN7 | 13 | PA13 | SWDIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | Utilisées par le ST-LINK pour le SWD. Ne vous en servez pas comme E/S tant qu'il est connecté. |
| CN7 | 14 | RESET | NRST (active low) | 3,3 V | – | LOW réinitialise le STM32. Partagée avec B2 et avec le ST-LINK, qui la tire pendant un téléversement. |
| CN7 | 15 | PA14 | SWCLK | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | Utilisées par le ST-LINK pour le SWD. Ne vous en servez pas comme E/S tant qu'il est connecté. |
| CN7 | 16 | +3.3V | +3V3 from the LD39050 (U4) | 3,3 V | 500 mA | Sortie de U4, 500 mA partagés avec le MCU. Elle ne peut servir d'entrée que si le ST-LINK est détaché ou si SB2 et SB12 sont ouverts. |
| CN7 | 17 | PA15 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN7 | 18 | +5V | +5V rail, output | 5 V | – | Sortie : le +5V venant de l'USB (à travers T2) ou de E5V/VIN avec JP5 sur 2-3. Sur l'USB, restez dans le budget de 300 mA. |
| CN7 | 19 | GND | GND | – | – | |
| CN7 | 20 | GND | GND | – | – | |
| CN7 | 21 | PB7 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN7 | 22 | GND | GND | – | – | |
| CN7 | 23 | PC13 | B1 USER, USER_BTN | 3,3 VTolère le 5 V | 3 mA | La broche de B1, avec la pull-up de 4,7 kΩ de R30. PC13 fait partie du domaine de sauvegarde : elle absorbe 3 mA au maximum et ne doit pas fournir de courant, n'y branchez donc jamais une LED. |
| CN7 | 24 | VIN | 7-12 V into the LD1117 (U3) | – | – | Entrée 7-12 V, à travers le LD1117 : 800 mA à 7 V, 450 mA jusqu'à 9 V, 250 mA jusqu'à 12 V. Aucune protection contre l'inversion. Passez JP5 sur 2-3. |
| CN7 | 25 | PC14 | LSE crystal X2 | – | – | Pilotent le quartz X2 de 32,768 kHz. N'arrivent sur CN7 que si SB48/SB49 sont fermés. |
| CN7 | 26 | - | – | – | – | |
| CN7 | 27 | PC15 | LSE crystal X2 | – | – | Pilotent le quartz X2 de 32,768 kHz. N'arrivent sur CN7 que si SB48/SB49 sont fermés. |
| CN7 | 28 | PA0 | A0, ADC1_IN0 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN7 | 29 | PH0 | OSC_IN (8 MHz clock from the ST-LINK) | 3,3 V | – | Les broches d'horloge : l'horloge 8 MHz du ST-LINK arrive sur PH0 (OSC_IN). En mode oscillateur, elles ne tolèrent pas le 5 V ; laissez-les à l'horloge. |
| CN7 | 30 | PA1 | A1, ADC1_IN1 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN7 | 31 | PH1 | OSC_OUT | 3,3 V | – | Les broches d'horloge : l'horloge 8 MHz du ST-LINK arrive sur PH0 (OSC_IN). En mode oscillateur, elles ne tolèrent pas le 5 V ; laissez-les à l'horloge. |
| CN7 | 32 | PA4 | A2, ADC1_IN4 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN7 | 33 | VBAT | RTC backup supply, tied to VDD | 3,3 V | – | L'alimentation de secours de l'horloge temps réel, reliée à VDD à travers SB45. |
| CN7 | 34 | PB0 | A3, ADC1_IN8 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN7 | 35 | PC2 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN7 | 36 | PC1 | A4, ADC1_IN11 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN7 | 37 | PC3 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN7 | 38 | PC0 | A5, ADC1_IN10 | 3,3 V | 20 mA | Une entrée du CAN lit de 0 à 3,3 V (AVDD). En mode analogique, la broche ne tolère pas le 5 V : 4,0 V au maximum, alimentez donc les capteurs analogiques depuis 3V3. |
| CN10 | 1 | PC9 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 2 | PC8 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 3 | PB8 | D15, I2C1 SCL | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 4 | PC6 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 5 | PB9 | D14, I2C1 SDA | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 6 | PC5 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 7 | AVDD | VDDA / VREF+ | 3,3 V | – | La référence du CAN (VDDA), reliée à VDD à travers la ferrite L1. Elle se trouve là où un Uno a AREF, mais ce n'est pas une entrée. |
| CN10 | 8 | U5V | USB 5 V before the T2 switch | 5 V | – | Le 5 V de l'USB avant l'interrupteur T2 : présent dès que le câble est branché. |
| CN10 | 9 | GND | GND | – | – | |
| CN10 | 10 | - | – | – | – | |
| CN10 | 11 | PA5 | D13, SPI1 SCK, LD2 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 12 | PA12 | USB OTG FS D+ | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 13 | PA6 | D12, SPI1 MISO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 14 | PA11 | USB OTG FS D- | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 15 | PA7 | D11, SPI1 MOSI, PWM TIM1_CH1N | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 16 | PB12 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 17 | PB6 | D10, PWM TIM4_CH1 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 18 | - | – | – | – | |
| CN10 | 19 | PC7 | D9, PWM TIM3_CH2 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 20 | GND | GND | – | – | |
| CN10 | 21 | PA9 | D8, USART1 TX | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 22 | PB2 | BOOT1 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 23 | PA8 | D7 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 24 | PB1 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 25 | PB10 | D6, PWM TIM2_CH3 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 26 | PB15 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 27 | PB4 | D5, PWM TIM3_CH1 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 28 | PB14 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 29 | PB5 | D4 | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 30 | PB13 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 31 | PB3 | D3, PWM TIM2_CH2, SWO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 32 | AGND | GND | – | – | |
| CN10 | 33 | PA10 | D2, USART1 RX | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 34 | PC4 | GPIO | 3,3 VTolère le 5 V | 20 mA | |
| CN10 | 35 | PA2 | USART2 TX | – | – | Non connectées par défaut : PA2/PA3 (USART2) vont au ST-LINK, si bien que le Serial arrive à votre ordinateur. Fermer SB62/SB63 les amène au connecteur. |
| CN10 | 36 | - | – | – | – | |
| CN10 | 37 | PA3 | USART2 RX | – | – | Non connectées par défaut : PA2/PA3 (USART2) vont au ST-LINK, si bien que le Serial arrive à votre ordinateur. Fermer SB62/SB63 les amène au connecteur. |
| CN10 | 38 | - | – | – | – | |
| CN4 | 1 | VDD_TARGET | target voltage sense | 3,3 V | – | Le port SWD propre du ST-LINK, pour programmer une autre carte. Retirez les cavaliers de CN2 pour l'utiliser. |
| CN4 | 2 | SWCLK | SWD clock out | 3,3 V | – | Le port SWD propre du ST-LINK, pour programmer une autre carte. Retirez les cavaliers de CN2 pour l'utiliser. |
| CN4 | 3 | GND | GND | – | – | |
| CN4 | 4 | SWDIO | SWD data | 3,3 V | – | Le port SWD propre du ST-LINK, pour programmer une autre carte. Retirez les cavaliers de CN2 pour l'utiliser. |
| CN4 | 5 | NRST | target reset out | 3,3 V | – | Le port SWD propre du ST-LINK, pour programmer une autre carte. Retirez les cavaliers de CN2 pour l'utiliser. |
| CN4 | 6 | SWO | trace in | 3,3 V | – | Le port SWD propre du ST-LINK, pour programmer une autre carte. Retirez les cavaliers de CN2 pour l'utiliser. |
Les capteurs et actionneurs que pilote cette carte, avec les vrais branchements.
Une LED sur la broche PWM D9 à travers 220 Ω : environ 5 mA depuis 3,3 V.
| Broche du composant | Broche de la carte |
|---|---|
| A | D9Couleur du fil : orange |
| K | GNDCouleur du fil : noir |
Mettez toujours une résistance. Une LED bleue ou blanche demande elle-même environ 3 V : depuis une broche 3,3 V, elle ne brille que faiblement.
Un côté sur D2, l'autre sur GND, avec INPUT_PULLUP. Le bouton bleu B1 sur PC13 ne demande aucun câblage.
| Broche du composant | Broche de la carte |
|---|---|
| 1 | D2Couleur du fil : bleu |
| 3 | GNDCouleur du fil : noir |
Les extrémités sur GND et 3V3, le curseur sur A0 : analogRead() donne 0-4095 après analogReadResolution(12).
| Broche du composant | Broche de la carte |
|---|---|
| 1 | GNDCouleur du fil : noir |
| W | A0Couleur du fil : jaune |
| 3 | 3V3Couleur du fil : rouge |
Alimentez-le depuis 3V3, jamais depuis 5V : une entrée du CAN en mode analogique accepte 4,0 V au maximum, et lit 4095 pour tout ce qui dépasse 3,3 V.
Fonctionne sur 3V3, sortie sur A1 : 750 mV à 25 °C et 10 mV par °C.
| Broche du composant | Broche de la carte |
|---|---|
| +Vs | 3V3Couleur du fil : rouge |
| Vout | A1Couleur du fil : jaune |
| GND | GNDCouleur du fil : noir |
Signal sur la broche PWM D9 ; l'impulsion de 3,3 V suffit à la plupart des servos de modélisme.
| Broche du composant | Broche de la carte |
|---|---|
| SIG | D9Couleur du fil : orange |
| GND | GNDCouleur du fil : marron |
Alimentez-le avec son propre 5 V et reliez les masses. Sur l'USB, la carte entière dispose de 300 mA, et un servo qui démarre en prend davantage.
VCC sur 5V, TRIG sur D7, ECHO sur D8. D8 (PA9) tolère le 5 V : l'écho de 5 V n'a donc pas besoin de pont diviseur ici.
| Broche du composant | Broche de la carte |
|---|---|
| VCC | 5VCouleur du fil : rouge |
| TRIG | D7Couleur du fil : jaune |
| ECHO | D8Couleur du fil : vert |
| GND | GNDCouleur du fil : noir |
Envoyez ECHO sur une broche numérique, jamais sur une entrée lue avec analogRead() : en mode analogique, une broche accepte 4,0 V au maximum.
VCC sur 3V3, SDA sur D14, SCL sur D15. Le GY-521 apporte les pull-up I2C qui manquent à la Nucleo.
| Broche du composant | Broche de la carte |
|---|---|
| VCC | 3V3Couleur du fil : rouge |
| GND | GNDCouleur du fil : noir |
| SCL | D15Couleur du fil : jaune |
| SDA | D14Couleur du fil : bleu |
Un OLED I2C de 0,96 pouce fonctionne en 3,3 V sur D14/D15 ; la plupart des modules ont leurs propres pull-up.
| Broche du composant | Broche de la carte |
|---|---|
| GND | GNDCouleur du fil : noir |
| VCC | 3V3Couleur du fil : rouge |
| SCL | D15Couleur du fil : jaune |
| SDA | D14Couleur du fil : bleu |