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STM32芯片簡介以及功能特點和其優(yōu)異性

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樓主
ID:864424 發(fā)表于 2020-12-25 11:36 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
STM32與單片機

單片機(Microcontrollers)是一種集成電路芯片,是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。由于8位單片機由于內(nèi)部構(gòu)造簡單,體積小,成本低廉,在一些較簡單的控制器中應(yīng)用很廣。常見的8位單片機主要有:Intel的51系列,Atmel的AVR系統(tǒng),Microchip公司的PIC系列,TI的MSP430系列等。而STM32是一種功能比較強大的32位的單片機。它和8位單片機最大的不同是,它不僅可以使用寄存器進行編程,還可以使用官方提供的庫文件進行編程,這樣不僅編程方便,而且更容易移植。
STM32與嵌入式

嵌入式是以應(yīng)用為中心,以計算機技術(shù)為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。主要分為DSP,微控制器MCU,微處理器,SOC四種。一個完整的嵌入式系統(tǒng),從開發(fā)過程分為4層:硬件層、驅(qū)動層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層。而STM32是MCU的一種,故也屬于嵌入式技術(shù)。
STM32與ARM

ARM可以說是一個公司的名稱,一類微處理的通稱,也代表一種技術(shù)。其實ARM是一個做芯片標(biāo)準(zhǔn)的公司,它負(fù)責(zé)芯片內(nèi)核的架構(gòu)設(shè)計,而把具體的實現(xiàn),授權(quán)給像TI,ST等半導(dǎo)體公司。例如任何一個Cortex-M3芯片,他們的內(nèi)核結(jié)構(gòu)都是一樣的,不同的是他們的存儲器容量,片上外設(shè),IO 以及其他模塊的區(qū)別。ARM公司為了能讓不同的芯片公司生產(chǎn)的Cortex-M3芯片能在軟件上基本兼容,和芯片生產(chǎn)商共同提出了一套標(biāo)準(zhǔn)CMSIS標(biāo)準(zhǔn)(Cortex  Microcontroller  Software Interface  Standard),翻譯過來是ARM Cortex™ 微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)”,也就是其庫函數(shù)。



STM32系列32位Flash微控制器基于ARM Cortex™-M處理器,旨在為MCU用戶提供新的開發(fā)自由度。它包括一系列32位產(chǎn)品,集高性能、實時功能、數(shù)字信號處理、低功耗與低電壓操作等特性于一身,同時還保持了集成度高和易于開發(fā)的特點。主要的產(chǎn)品型號有:



STM32F1系列主流MCU

STM32 F1系列主流MCU滿足了工業(yè)、醫(yī)療和消費類市場的各種應(yīng)用需求。憑借該產(chǎn)品系列,意法半導(dǎo)體在全球ARM Cortex-M 微控制器領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,同時樹立了嵌入式應(yīng)用的里程碑。該系列利用一流的外設(shè)和低功耗、低壓操作實現(xiàn)了高性能,同時還以可接受的價格、利用簡單的架構(gòu)和簡便易用的工具實現(xiàn)了高集成度。

該系列包含五個產(chǎn)品線,它們的引腳、外設(shè)和軟件均兼容。

•  超值型STM32F100- 24 MHz CPU,具有電機控制和CEC功能

•  基本型STM32F101- 36 MHz CPU,具有高達(dá)1MB的Flash

•  STM32F102 – 48 MHz CPU具備USB FS

•  增強型STM32F103- 72 MHz CPU,具有高達(dá)1MB的Flash、電機控制、USB和CAN

•  互聯(lián)型STM32F105/107- 72 MHz CPU,具有以太網(wǎng)MAC、CAN和USB 2.0 OTG
STM32F103

STM32F103器件采用Cortex-M3內(nèi)核,CPU最高速度達(dá)72 MHz。該產(chǎn)品系列具有16KB~ 1MB Flash、多種控制外設(shè)、USB全速接口和CAN。STM32F103ZE功能特點

我們

本系列將采用STM32F103ZE芯片進行實驗,其具備的功能特點有:

內(nèi)核:ARM32位Cortex-M3 CPU,最高工作頻率72MHz,1.25DMIPSMHz。單周期乘法和硬件除法。

存儲器:片上集成512KB的Flash存儲器。6-64KB的SRAM存儲器。

時鐘、復(fù)位和電源管理:2.0-3.6V的電源供電和IO接口的驅(qū)動電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測器(PVD)。4-16MHz的晶振。內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路。內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時鐘的PLL。帶校準(zhǔn)用于RTC的32kHz的晶振。

低功耗:3種低功耗模式:休眠,停止,待機模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。

調(diào)試模式:串行調(diào)試(SWD)和JTAG接口。

DMA:12通道DMA控制器。

支持的外設(shè):定時器,ADC,DAC,SPI,IIC和UART。

2個12位的us級的AD轉(zhuǎn)換器(16通道):AD測量范圍:0-3.6 V。雙采樣和保持能力。片上集成一個溫度傳感器。

2通道12位DA轉(zhuǎn)換器:STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE獨有。

最多高達(dá)112個的快速IO端口:根據(jù)型號的不同,有26,37,51,80,和112的IO端口,所有的端口都可以映射到16個外部中斷向量。除了模擬輸入,所有的都可以接受5V以內(nèi)的輸入。

最多多達(dá)11個定時器:4個16位定時器,每個定時器有4個ICOCPWM或者脈沖計數(shù)器。2個16位的6通道高級控制定時器:最多6個通道可用于PWM輸出。

2個看門狗定時器(獨立看門狗和窗口看門狗)。

定時器:24位倒計數(shù)器。2個16位基本定時器用于驅(qū)動DAC。

最多多達(dá)13個通信接口:2個IIC接口(SMBusPMBus)。5個USART接口(ISO7816接口,LIN,IrDA兼容,調(diào)試控制)。3個SPI接口(18 Mbits),兩個和IIS復(fù)用。CAN接口(2.0B)。USB 2.0全速接口。SDIO接口。

STM32的優(yōu)異性體現(xiàn)在如下幾個方面:1, 超低的價格。以8位機的價格,得到32位機,是STM32最大的優(yōu)勢。2, 超多的外設(shè)。STM32擁有包括:FSMC、TIMER、SPI、IIC、USB、CAN、IIS、SDIO、ADC、DAC、RTC、DMA等眾多外設(shè)及功能,具有極高的集成度。3, 豐富的型號。STM32僅M3內(nèi)核就擁有F100、F101、F102、F103、F105、F107、F207、F217等8個系列上百種型號,具有QFN、LQFP、BGA等封裝可供選擇。同時STM32還推出了STM32L和STM32W等超低功耗和無線應(yīng)用型的M3芯片。4, 優(yōu)異的實時性能。84個中斷,16級可編程優(yōu)先級,并且所有的引腳都可以作為中斷輸入。5, 杰出的功耗控制。STM32各個外設(shè)都有自己的獨立時鐘開關(guān),可以通過關(guān)閉相應(yīng)外設(shè)的時鐘來降低功耗。6, 極低的開發(fā)成本。STM32的開發(fā)不需要昂貴的仿真器,只需要一個串口即可下載代碼,并且支持SWD和JTAG兩種調(diào)試口。SWD調(diào)試可以為你的設(shè)計帶來跟多的方便,只需要2個IO口,即可實現(xiàn)仿真調(diào)試。學(xué)習(xí)STM32有兩份不錯的中文資料:《STM32參考手冊》中文版V10.0《Cortex-M3權(quán)威指南》中文版(宋巖 譯)前者是ST官方針對STM32的一份通用參考資料,內(nèi)容翔實,但是沒有實例,也沒有對Cortex-M3構(gòu)架進行多少介紹(估計ST是把讀者都當(dāng)成一個Cortex-M3熟悉者來寫的),讀者只能根據(jù)自己對書本的理解來編寫相關(guān)代碼。后者是專門介紹Cortex-M3構(gòu)架的書,有簡短的實例,但沒有專門針對STM32的介紹。所以,在學(xué)習(xí)STM32的時候,必須結(jié)合這份資料來看。
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