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学习笔记一STM32系列单片机!

2020-8-31 17:56:04  257 STM32 微控制器 ARM
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本帖最后由 o_dream 于 2020-8-31 18:00 编辑

      STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列:STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz,是同类产品中性能最高的产品。基本型时钟频率为36MHz。以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能,是16位产品用户的最佳选择。
       两个系列都内置32K到128K的闪存,不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时,从闪存运行代码,STM32功耗36mA,是32位市场上功耗最低的产品,相当于0.5mA/MHz。

背景  
       假设你正为项目的处理器而进行艰难的选择:一方面抱怨16位单片机有限的指令和性能,还有一方面又抱怨32位处理器的高成本和高功耗,那么。基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器或许能帮你解决问题。使你不必在性能、成本、功耗等因素之间做出取舍和折衷。
  即使你还没有看完STM32的产品手冊,但对于这样一款融合ARM和ST技术的“新生儿”相信你和我一样不会操心这款针对16位MCU应用领域的32位处理器的性能。可是从project的角度来讲,除了芯片本身的性能和成本之外,你也许还会考虑到开发工具的成本和广泛度;存储器的种类、规模、性能和容量;以及各种软件获得的难易。我相信你看完本专题会得到一个惬意的答案。对于在16位MCU领域用惯专用在线仿真器(ICE)的project师可能会操心开发工具是否可以非常快的上手?开发复杂度和总体成本会不会添加?产品上市时间会不会延长?没错。对于32位嵌入式处理器来说。随着时钟频率越来越高,加上复杂的封装形式,ICE已越来越难胜任开发工具的工作。所以在32位嵌入式系统开发中多是採用JTAG仿真器而不是你熟悉的ICE。可是STM32採用串行单线调试和JTAG,通过JTAG调试器你可以直接从CPU获取调试信息,从而将使你的产品设计大大简化。并且开发工具的总体价格要低于ICE,何乐而不为? 有意思的是STM32系列芯片上印有一个蝴蝶图像。据ST微控制器产品部Daniel COLONNA先生说。这是代表自由度。意在给project师一个充分的创意空间。我则“曲解”为预示着一种蝴蝶效应。这样的蝴蝶效应不仅会对方案提供商以及终端产品供应商带来举足轻重的影响。并且会引起竞争对手策略的改变……翅膀已煽动。让我们一起静观其变!
常用的STM32型号
      常用的的型号有:基本型:STM32F101R6 、STM32F101C8、STM32F101R8 STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB;增强型:STM32F103C8、STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103RB、STM32F103VB、STM32F103VE、STM32F103ZE。
简单概述  
ARM公司的高性能Cortex-M3”内核1.25DMips/MHz,而ARM7TDMI仅仅有0.95DMips/MHz 流的外设1μs的双12位ADC。4兆位/秒的UART,18兆位/秒的SPI,18MHz的I/O翻转速度,低功耗在72MHz时消耗36mA(全部外设处于工作状态)。待机时下降到2μA ,最大的集成度 ,复位电路、低电压检測、调压器、精确的RC振荡器等 ,简单的结构和易用的工具STM32F10x重要參数,2V-3.6V供电,容忍5V的I/O管脚,优异的安全时钟模式,带唤醒功能的低功耗模式,内部RC振荡器,内嵌复位电路,工作温度范围:-40℃至+85℃或105℃。
       STM32F101性能特点:36MHz CPU多达16K字节SRAM 1x12位ADC温度传感器STM32F103性能特点:72MHz CPU多达20K字节SRAM 2x12位ADC 温度传感器,PWM定时器 CAN USB。
STM32互联型系列简单介绍:  
      全新STM32互连型(Connectivity)系列微控制器添加一个全速USB(OTG)接口。使终端产品在连接还有一个USB设备时既能够充当USB主机又可充当USB从机;还添加一个硬件支持IEEE1588精确时间协议(PTP)的以太网接口,用硬件实现这个协议可减少CPU开销。提高实时应用和联网设备同步通信的响应速度。全新互连型系列还是STM32家族中首款集成两个CAN2.0B控制器的产品。让开发者可以研制可连接两条工业标准CAN(控制器区域网)总线的网关设备。此外,新系列微控制器还支持以太网、USB OTG和CAN2.0B外设接口同一时候工作,因此,开发者仅仅需一颗芯片就能设计整合全部这些外设接口的网关设备。
  STM32互连型系列产品强化了音频性能,採用一个先进的锁相环机制,实现音频级别的I2S通信。结合USB主机或从机功能,STM32能够从外部存储器(U盘或MP3播放器)读取、解码和输出音频信号。设计人员还能够在新系列微控制器上开发人机界面(HMI)功能,如播放和停止按键,以及显示器界面。这个功能使其可用于各种家庭音响设备,如音响底座系统、闹钟/音乐播放器和家庭影院。
  新系列产品整合先进的面向连接的外设,标准的STM32外设(包含一个PWM定时器)。高性能的32位ARM Cortex-M3 CPU。这些特性使开发者能够在设备上(如家电、楼宇或工业自己主动化)整合多种功能,如马达控制、用户界面控制和设备互连功能。其他目标应用包含须要联网、数据记录或USB外设扩展功能的系统,如病患监视、销售终端机、自己主动售货机和保安系统。
  包含新的互连型系列在内的STM32系列微控制器具有多种配套软件和开发工具,当中包含意法半导体免费提供的软件库以及第三方工具厂商的广泛支持。意法半导体还将推出一个新的评估板,眼下正在向大客户提供STM32F105和STM32F107互连型系列的样片。
  STM32互连型系列产品分为两个型号: STM32F105和STM32F107。STM32F105具有USB OTG 和CAN2.0B接口。STM32F107在USB OTG 和CAN2.0B接口基础上添加了以太网10/100 MAC模块 。片上集成的以太网MAC支持MII和RMII,因此。实现一个完整的以太网收发器仅仅需一个外部PHY芯片。仅仅使用一个25MHz晶振就可以给整个微控制器提供时钟频率,包含以太网和USB OTG外设接口。微控制器还能产生一个25MHz或50MHz的时钟输出。驱动外部以太网PHY层芯片。从而为客户节省了一个附加晶振。
  音频功能方面。新系列微控制器提供两个I2S音频接口,支持主机和从机两种模式,既用作输入又可用作输出,分辨率为16位或32位。音频採样频率从8kHz到96kHz。利用新系列微控制器强大的处理性能,开发者能够用软件实现音频编解码器,从而消除了对外部组件的需求。   把U盘插入微控制器的USB OTG接口,能够现场升级软件。也能够通过以太网下载代码进行软件升级。
这个功能可简化大型系统网络(如远程控制器或销售终端设备)的管理和维护工作。
STM32架构的优势:  
       除新增的功能强化型外设接口外,STM32互连系列还提供与其他STM32微控制器同样的标准接口,这样的外设共用性提升了整个产品家族的应用灵活性,使开发者能够在多个设计中反复使用同一个软件。
       新STM32的标准外设包含10个定时器、两个12位1-Msample/s 模数转换器 (交错模式下2-Msample/s)、两个12位数模转换器、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPIport。新产品外设共同拥有12条DMA通道,另一个CRC计算单元,像其他STM32微控制器一样,支持96位唯一标识码。新系列微控制器还沿续了STM32产品家族的低电压和节能两大长处。2.0V到3.6V的工作电压范围兼容主流的电池技术,如锂电池和镍氢电池,封装还设有一个电池工作模式专用引脚Vbat。以72MHz频率从闪存运行代码,仅消耗 27mA电流。低功耗模式共同拥有四种。可将电流消耗降至两微安。从低功耗模式高速启动也相同节省电能;启动电路使用STM32内部生成的8MHz信号,将微控制器从停止模式唤醒用时小于6微秒。
  在STM32F105和STM32F107互连型系列微控制器之前,意法半导体已经推出STM32基本型系列、增强型系列、USB基本型系列和增强型系列;新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。内存包含64KB到256KB闪存和 20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列採用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三种封装。不同的封装保持引脚排列一致性,结合STM32平台的设计理念,开发者通过选择产品可又一次优化功能、存储器、性能和引脚数量。以最小的硬件变化来满足个性化的应用需求。

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