STM32芯片簡介以及功能特點和其優異性 - 全文

STM32與單片機

單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據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、定時器/計數器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。由于8位單片機由于內部構造簡單，體積小，成本低廉，在一些較簡單的控制器中應用很廣。常見的8位單片機主要有：Intel的51系列，Atmel的AVR系統，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

嵌入式是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。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，從開發過程分為4層：硬件層、驅動層、操作系統層和應用層。而STM32是MCU的一種，故也屬于嵌入式技術。

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。其實ARM是一個做芯片標準的公司，它負責芯片內核的架構設計，而把具體的實現，授權給像TI，ST等半導體公司。例如任何一個Cortex-M3芯片，他們的內核結構都是一樣的，不同的是他們的存儲器容量，片上外設，IO 以及其他模塊的區別。ARM公司為了能讓不同的芯片公司生產的Cortex-M3芯片能在軟件上基本兼容，和芯片生產商共同提出了一套標準CMSIS標準(Cortex? Microcontroller? Software?Interface? Standard)，翻譯過來是ARM Cortex? 微控制器軟件接口標準”，也就是其庫函數。

STM32系列32位Flash微控制器基于ARM Cortex?-M處理器，旨在為MCU用戶提供新的開發自由度。它包括一系列32位產品，集高性能、實時功能、數字信號處理、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的特點。主要的產品型號有：

STM32F1系列主流MCU

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

該系列包含五個產品線，它們的引腳、外設和軟件均兼容。

?? 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1MB的Flash

?? STM32F102 – 48 MHz CPU具備USB FS

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

?? 互聯型STM32F105/107- 72 MHz CPU，具有以太網MAC、CAN和USB 2.0 OTG

當前主要的產品型號有：

STM32F103

STM32F103器件采用Cortex-M3內核，CPU最高速度達72 MHz。該產品系列具有16KB~ 1MB Flash、多種控制外設、USB全速接口和CAN。具體的產品型號及對應的Flash大小、封裝類型以及引腳數，如下圖所示

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、復位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和IO接口的驅動電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測器（PVD）。4-16MHz的晶振。內嵌出廠前調校的8MHz RC振蕩電路。內部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時鐘的PLL。帶校準用于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。

調試模式：串行調試（SWD）和JTAG接口。

DMA：12通道DMA控制器。

支持的外設：定時器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。?

2個12位的us級的AD轉換器（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轉換器：STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE獨有。

最多高達112個的快速IO端口：根據型號的不同，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以內的輸入。

最多多達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位倒計數器。2個16位基本定時器用于驅動DAC。

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

STM32的優異性體現在如下幾個方面：
1，超低的價格。以8位機的價格，得到32位機，是STM32最大的優勢。
2，超多的外設。STM32擁有包括：FSMC、TIMER、SPI、IIC、USB、CAN、IIS、SDIO、ADC、DAC、RTC、DMA等眾多外設及功能，具有極高的集成度。
3，豐富的型號。STM32僅M3內核就擁有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用型的M3芯片。
4，優異的實時性能。84個中斷，16級可編程優先級，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各個外設都有自己的獨立時鐘開關，可以通過關閉相應外設的時鐘來降低功耗。
6，極低的開發成本。STM32的開發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兩種調試口。SWD調試可以為你的設計帶來跟多的方便，只需要2個IO口，即可實現仿真調試。
學習STM32有兩份不錯的中文資料：
《STM32參考手冊》中文版V10.0
《Cortex-M3權威指南》中文版（宋巖譯）
前者是ST官方針對STM32的一份通用參考資料，內容翔實，但是沒有實例，也沒有對Cortex-M3構架進行多少介紹（估計ST是把讀者都當成一個Cortex-M3熟悉者來寫的），讀者只能根據自己對書本的理解來編寫相關代碼。后者是專門介紹Cortex-M3構架的書，有簡短的實例，但沒有專門針對STM32的介紹。所以，在學習STM32的時候，必須結合這份資料來看。