STM32系列ARM微控制器介紹

阿新 • • 發佈：2019-02-11

STM32系列基於專為要求高效能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM Cortex-M3核心。按效能分成兩個不同的系列：STM32F103“增強型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強型系列時鐘頻率達到72MHz，是同類產品中效能最高的產品；基本型時鐘頻率為36MHz，以16位產品的價格得到比16位產品大幅提升的效能，是16位產品使用者的最佳選擇。兩個系列都內建32K到128K的快閃記憶體，不同的是SRAM的最大容量和外設介面的組合。時鐘頻率72MHz時，從快閃記憶體執行程式碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產品，相當於0.5mA/MHz。

背景

　　如果你正為專案的處理器而進行艱難的選擇：一方面抱怨16位微控制器有限的指令和效能，另一方面又抱怨

32位處理器的高成本和高功耗，那麼，基於ARM Cortex-M3核心的STM32系列處理器也許能幫你解決這個問題。使你不必在效能、成本、功耗等因素之間做出取捨和折衷。　　即使你還沒有看完STM32的產品手冊，但對於這樣一款融合ARM和ST技術的“新生兒”相信你和我一樣不會擔心這款針對16位MCU應用領域的32位處理器的效能，但是從工程的角度來講，除了晶片本身的效能和成本之外，你或許還會考慮到開發工具的成本和廣泛度；儲存器的種類、規模、效能和容量；以及各種軟體獲得的難易，我相信你看完本專題會得到一個滿意的答案。　　對於在16位MCU領域用慣專用線上模擬器（ICE）的工程師可能會擔心開發工具是否能夠很快的上手？開發複雜度和整體成本會不會增加？產品上市時間會不會延長？沒錯，對於32位

嵌入式處理器來說，隨著時鐘頻率越來越高，加上覆雜的封裝形式，ICE已越來越難勝任開發工具的工作，所以在32位嵌入式系統開發中多是採用JTAG模擬器而不是你熟悉的ICE。但是STM32採用序列單線除錯和JTAG，通過JTAG偵錯程式你可以直接從CPU獲取除錯資訊，從而將使你的產品設計大大簡化，而且開發工具的整體價格要低於ICE，何樂而不為？　　有意思的是STM32系列晶片上印有一個蝴蝶影象，據ST微控制器產品部Daniel COLONNA先生說，這是代表自由度，意在給工程師一個充分的創意空間。我則“曲解”為預示著一種蝴蝶效應，這種蝴蝶效應不僅會對方案提供商以及終端產品供應商帶來舉足輕重的影響，而且會引起競爭對手策略的改變……翅膀已煽動，讓我們一起靜觀其變！

STM32市面上流通的型號

　　截至2010年7月1日，市面流通的型號有：　　基本型：STM32F101R6 STM32F101C8 STM32F101R8 STM32F101V8 STM32F101RB STM32F101VB 　　增強型：STM32F103C8 STM32F103R8 STM32F103V8 STM32F103RBSTM32F103VB STM32F103VE STM32F103ZE

STM32系列的作用

簡介

　　ARM公司的高效能”Cortex-M3”核心 　　1.25DMips/MHz,而ARM7TDMI只有0.95DMips/MHz 　　一流的外設 　　1μs的雙12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻轉速度 低功耗 在72MHz時消耗36mA(所有外設處於工作狀態)，待機時下降到2μA 　　最大的整合度 　　復位電路、低電壓檢測、調壓器、精確的RC振盪器等　　簡單的結構和易用的工具

STM32F10x重要引數

　　2V-3.6V供電　　容忍5V的I/O管腳　　優異的安全時鐘模式　　帶喚醒功能的低功耗模式　　內部RC振盪器　　內嵌復位電路工作溫度範圍：　　-40o至+85oC或105oC

STM32F101效能特點

　　36MHz CPU　多達16K位元組SRAM 1x12位ADC溫度感測器

STM32F103效能特點

　　72MHz CPU多達20K位元組SRAM 2x12位ADC 溫度感測 PWM定時器 CAN USB

STM32互聯型系列簡介：

　　全新STM32互連型（Connectivity）系列微控制器增加一個全速USB（OTG）介面，使終端產品在連線另一個USB裝置時既可以充當USB主機又可充當USB從機；還增加一個硬體支援IEEE1588精確時間協議(PTP)的乙太網介面，用硬體實現這個協議可降低CPU開銷，提高實時應用和聯網裝置同步通訊的響應速度。　　全新互連型系列還是STM32家族中首款整合兩個CAN2.0B控制器的產品，讓開發人員能夠研製可連線兩條工業標準CAN（控制器區域網）匯流排的閘道器裝置。此外，新系列微控制器還支援乙太網、USB OTG和CAN2.0B外設介面同時工作，因此，開發人員只需一顆晶片就能設計整合所有這些外設介面的閘道器裝置。　　STM32互連型系列產品強化了音訊效能，採用一個先進的鎖相環機制，實現音訊級別的I2S通訊。結合USB主機或從機功能，STM32可以從外部儲存器（U盤或MP3播放器）讀取、解碼和輸出音訊訊號。設計人員還可以在新系列微控制器上開發人機介面（HMI）功能，如播放和停止按鍵，以及顯示器介面。這個功能使其可用於各種家庭音響裝置，如音響底座系統、鬧鐘/音樂播放器和家庭影院。　　新系列產品整合先進的面向連線的外設，標準的STM32外設（包括一個PWM定時器），高效能的32位ARM Cortex-M3 CPU，這些特性使開發人員可以在裝置上（如家電、樓宇或工業自動化）整合多種功能，如馬達控制、使用者介面控制和裝置互連功能。其它目標應用包括需要聯網、資料記錄或USB外設擴充套件功能的系統，如病患監視、銷售終端機、自動售貨機和保安系統。　　包括新的互連型系列在內的STM32系列微控制器具有多種配套軟體和開發工具，其中包括意法半導體免費提供的軟體庫以及第三方工具廠商的廣泛支援。意法半導體還將推出一個新的評估板，目前正在向大客戶提供STM32F105和STM32F107互連型系列的樣片。

STM32新系列產品的功能：

　　STM32互連型系列產品分為兩個型號： STM32F105和STM32F107。STM32F105具有USB OTG 和CAN2.0B介面。STM32F107在USB OTG 和CAN2.0B介面基礎上增加了乙太網10/100 MAC模組。片上整合的乙太網MAC支援MII和RMII，因此，實現一個完整的乙太網收發器只需一個外部PHY晶片。只使用一個25MHz晶振即可給整個微控制器提供時鐘頻率，包括乙太網和USB OTG外設介面。微控制器還能產生一個25MHz或50MHz的時鐘輸出，驅動外部乙太網PHY層晶片，從而為客戶節省了一個附加晶振。　　音訊功能方面，新系列微控制器提供兩個I2S音訊介面，支援主機和從機兩種模式，既用作輸入又可用作輸出，解析度為16位或32位。音訊取樣頻率從8kHz到96kHz。利用新系列微控制器強大的處理效能，開發人員可以用軟體實現音訊編解碼器，從而消除了對外部元件的需求。　　把U盤插入微控制器的USB OTG介面，可以現場升級軟體；也可以通過乙太網下載程式碼進行軟體升級。這個功能可簡化大型系統網路（如遠端控制器或銷售終端裝置）的管理和維護工作。

充分發揮 STM32架構的優勢：

　　除新增的功能強化型外設介面外，STM32互連繫列還提供與其它STM32微控制器相同的標準介面，這種外設共用性提升了整個產品家族的應用靈活性，使開發人員可以在多個設計中重複使用同一個軟體。新STM32的標準外設包括10個定時器、兩個12位1-Msample/s 模數轉換器 (交錯模式下2-Msample/s)、兩個12位數模轉換器、兩個I2C介面、五個USART介面和三個SPI埠。新產品外設共有12條DMA通道，還有一個CRC計算單元，像其它STM32微控制器一樣，支援96位唯一標識碼。　　新系列微控制器還沿續了STM32產品家族的低電壓和節能兩大優點。2.0V到3.6V的工作電壓範圍相容主流的電池技術，如鋰電池和鎳氫電池，封裝還設有一個電池工作模式專用引腳Vbat。以72MHz頻率從快閃記憶體執行程式碼，僅消耗 27mA電流。低功耗模式共有四種，可將電流消耗降至兩微安。從低功耗模式快速啟動也同樣節省電能；啟動電路使用STM32內部生成的8MHz訊號，將微控制器從停止模式喚醒用時小於6微秒。

儲存器和封裝選項：

　　在STM32F105和STM32F107互連型系列微控制器之前，意法半導體已經推出STM32基本型系列、增強型系列、USB基本型系列和增強型系列；新系列產品沿用增強型系列的72MHz處理頻率。記憶體包括64KB到256KB快閃記憶體和 20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列採用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三種封裝，不同的封裝保持引腳排列一致性，結合STM32平臺的設計理念，開發人員通過選擇產品可重新優化功能、儲存器、效能和引腳數量，以最小的硬體變化來滿足個性化的應用需求。

STM32系列ARM微控制器介紹

背景

STM32市面上流通的型號

STM32系列的作用

簡介

STM32F10x重要引數

STM32F101效能特點

STM32F103效能特點

STM32互聯型系列簡介：

STM32新系列產品的功能：

充分發揮 STM32架構的優勢：

儲存器和封裝選項：

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STM32F101效能特點

STM32F103效能特點

STM32互聯型系列簡介：

STM32新系列產品的功能：

充分發揮 STM32架構的優勢：

儲存器和封裝選項：

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