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【经验分享】STM32无线MCU:STM32WB系列和STM32WL系列

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-4 11:00
STM32微控制器主要分为四大类:
  g# D8 O  o7 H' J( g. c" M6 n# \9 f, y: r( {
1、STM32 ARM Cortex 32位微控制器。
, s" o4 X, X0 P$ M9 U; E' [
1 X  X8 z  [8 \3 ?2、STM32 ARM Cortex MPUs。& Y3 V4 \& Y3 g

2 z4 {" z6 s  I  \3、STM8 8位MCU。
, S2 h1 t/ `+ c6 a6 l. @( ?& E! G) h$ Y& T  G6 X
4、经典MCU。
* Q  F; o; I- K' z3 V: B. k/ I1 c
6 R0 S" E: g! H; p9 u9 {" [如下图。- n! l& I4 [/ Y+ Y& A6 V5 N+ t
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其中,STM32 ARM Cortex 32位微控制器为主流产品,其子系列的差别见下图。
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9 w: h/ a) J7 L0 L: L. v1 {. N1 h
3 M: A# z- U8 |* V

6 R  I- h* n4 F) ?$ t本文主要介绍无线STM32WB 系列和STM32WL系列。6 e: w- a" i% L

- C  p1 g5 Q) M  U& i9 s, u一、双核、多协议无线STM32WB微控制器
8 x+ i* e: k+ u% T

: c) Q8 O: j5 k4 K+ r# O( i) XSTM32WB无线微控制器基于运行于64 MHz的Arm® Cortex®‐M4核心(应用处理器)和运行于32 MHz的Arm® Cortex®‐M0+核心(网络处理器),支持Bluetooth™ 5.0和IEEE 802.15.4无线标准(比如ZigBee 3.0和OpenThread)。, i- f5 y" g% ^8 K
& k% C4 w: E+ Q, }; l
两个完全独立的核心使该创新型架构针对实时执行(与无线电相关的软件处理)进行了优化,依靠灵活的资源使用和电源管理,实现了更低的BOM成本和更好的用户体验。
) h1 H6 Y( V9 g0 i8 v& [
+ n! A  W% d/ `2 y# sSTM32WB MCU系列采用与超低功耗STM32L4微控制器相同的开发技术,提供相同的数字和模拟外设,适用于需要延长电池寿命和复杂功能的应用。7 C3 C( j0 w0 m* c3 L
0 {+ j# s( \! y8 w7 ?1 N9 S
STM32WBx5无线微控制器(有多种封装和不同的内存大小可选),为用户提供了增强的性能和灵活性,以应对不同级别的复杂性。& |" U  ^' W' j) z4 I9 d
STM32WBx0超值系列侧重于基本配置,为开发人员提供功能优化且经济划算的解决方案。
) J/ Q+ b0 i7 _无线连接
! v/ P1 z8 p9 |4 l1 y# S" V0 g. \  m$ W; M) J
STM32WB55无线微控制器符合Bluetooth™ 5.0认证,支持Mesh 1.0网络和多种配置文件,可灵活地集成专有BLE栈。通用的IEEE 802.15.4 MAC层确保STM32WB可以运行专有协议或栈,包括ZigBee®和OpenThread低功耗Mesh网络协议,为设计人员提供更多将设备连接到物联网(IoT)的选项。
; N+ ]. L0 H- |" U9 {
6 z6 A. m9 r* Y) l& g这些超低功耗的32位微控制器还可以同时运行Bluetooth™ 5.0和802.15.4无线协议。
' Q% e3 n; U9 v* U( o% L- [/ |' p" B. t) ~. f
系统外设
1 ?" t9 p  L5 J
8 B" m- {1 A; T! F6 VSTM32WBx5系列具有很多种通信功能,包括实用的无晶振USB 2.0 FS接口、音频支持、LCD驱动、触摸感应、多达72个GPIO、用于优化功耗的集成SMPS和多种低功耗模式以最大限度地延长电池寿命。
6 [$ ?; Z+ x/ E$ m+ PSTM32WBx0 超值系列面向入门级解决方案,提供基本的外设组合(降低了温度范围。
- J# ~0 Z7 @- b, U8 r" |! R! w该产品系列使STM32生态系统趋于完整,提供了从产品定义到原型设计阶段,再到最终平台定义的全面灵活性(。. a! p& T5 \* Y7 d3 W
6 E/ y' R( P, }1 T
安全与ID
# H* i0 {1 f( v/ }3 ~  ]6 R  L5 }8 P" N4 \  S
除了具有无线和超低功耗特性,STM32WB微控制器还包含嵌入式安全硬件功能,如256位AES硬件加密、PCROP读写保护、JTAG熔丝位、采用椭圆曲线加密引擎的公钥加密。固件升级服务(FUS)、PCROP和PKA功能确保安全的无线协议栈更新、加密密钥管理和代码保护。% _5 g! l; K9 i8 n4 f0 _5 n

2 Y4 N9 g+ i0 Z! P0 v开发生态系统
* b- I6 S/ f# E2 |( I$ \. s
2 H2 e/ k) Z; n' x8 b8 H7 Q# h) _+ _STM32WB55 Nucleo 套装和STM32Cube生态系统构成完整的软件开发工具组合,便于您快速轻松地开始应用程序的开发。
9 k5 |% o) f; g  ]" j/ e5 G9 v# u0 j  [0 S
该工具套装配有STM32WB55 nucleo-64和一个支持BLE的USB电子狗(两者都基于STM32WB微控制器),便于开发人员迅速上手,且支持广泛的无线应用。2 ]' K. @! Y4 f# R

; {  i1 v6 }) j, H" r8 ?STM32WB55 Nucleo 套装完全集成在经过市场验证的STM32Cube生态系统中,提供齐全的嵌入式软件资源和开发工具。
! e- _# e! c7 d
# X5 ~: w8 p6 q; ESTM32CubeWB MCU软件包是面向嵌入式软件资源的一站式解决方案,配有HAL和LL外设驱动、完整的中间件和无线协议栈(Bluetooth 5.0、OpenThread和ZigBee 3.0),以及各种预配置的软件示例(适用于多种流行的IDE,如Keil MDK-ARM和IAR)。
) X( O+ n  r, N/ `6 @% y
8 Z. ?' j' E; N$ i9 MSTM32WB系列兼容STM32CubeMX MCU初始化、配置和代码生成工具,以及用于测试和验证射频性能的STM32CubeMonRF软件。! `! n+ F* q2 b) I) Y

8 h( w- W( L6 }/ W6 f3 j3 `除了板载调试工具(可以帮助您根据现有案例开发和测试自己的应用),STM32WB55 Nucleo板还有多种内部供电选项,可以通过ST-LINK USB连接器、长寿命的电池单元或外部电源供电。
; i1 d4 D2 L* q" o  R; i: K9 B' q4 H0 ?( D
二、远距离无线STM32WL微控制器
( W* c$ S$ Y5 z# K: i0 x: q7 b  x3 h9 T9 B3 ?' l' E( k
STM32WL片上系统是STM32 RF连接产品组合的补充,在同一芯片上集成了通用微控制器和sub-GHz无线电。, {3 a5 C; h" ~! q( q, O

7 T! d% @7 q& h6 NSTM32WL微控制器基于Arm® Cortex®‐M4核心架构,也支持复合调制– LoRa®、(G)FSK、(G)MSK、BPSK – 以完全开放的方式通过LoRaWAN®或任何其他合适的协议确保无线应用的灵活性。
* `; I$ N: [, m2 V: ^1 G" I. S2 B/ p6 Y7 O  i" x
STM32WL微控制器采用基于Semtech SX126x的sub-GHz无线电,以满足工业和消费物联网(IoT)中各种低功耗广域网(LPWAN)无线应用的需求。
% t) g. r) r1 ~; }. k
# R5 u* z0 T2 o5 s内嵌的sub-GHz收发器可根据需求配备LoRaWAN®无线电堆栈。
* e  R9 t1 `# w深度集成使该创新型开放架构得以优化地支持LoRaWAN® 传统/专有协议、灵活的资源使用以及电源管理,有助于降低BOM成本和提供更好的用户体验。9 j6 b# T/ e& M5 }) W0 h

8 n  \1 U0 ]6 W( DSTM32WL系列采用与超低功耗STM32L4微控制器相同的技术开发,提供类似的数字和模拟外设,适用于需要延长电池寿命和通过其sub-GHz收发器获得较长射频距离的基本和复杂应用用例。0 `( j/ b: X4 f: C& V

) t7 m! D8 P0 u0 E& q, A: e为了确保全球兼容性,STM32WL MCU采用双电源输出和广泛的线性频率范围,可以满足任何未经许可的RF频谱需求。& ~( q9 a% R9 W" o& Y8 l

1 ]  u- E8 ]5 n: c' \总的来说,STM32WL系列是STM32产品家族在sub-GHz无线连接领域的先驱之作,使用方便且性能可靠,非常适合广泛的工业和消费应用。
+ s& R- M/ m- D+ [* z' H
6 E* _3 B5 C5 j% h, n8 j无线连接
$ T! Z9 S; |. P: A& _7 G$ P' J* H) \9 f# c2 V
STM32WLE5微控制器符合LoRaWAN®规范的物理层要求,该规范由LoRa Alliance®发布。提供的LoRa®、(G)FSK、(G)MSK和BPSK调制也可以用于传统/专有协议。
; W+ O1 F0 H. g, o0 s3 M+ }/ \  h7 V3 u5 {
该无线电适用于以遵从各种无线电法规为目标的系统,包括但不限于ETSI EN 300 220、FCC CFR 47 Part 15、中国监管要求、以及日本ARIB T-108等)连续频率覆盖范围为150 MHz~960 MHz,可以支持世界各地所有主要的sub-GHz ISM频段。
& I  h0 l6 ^6 S+ J" I: t
; c+ W' I8 Z: m. b( k' x- \系统外设
" e/ g3 ]( w5 G; b" Q4 `) d& f4 n" Q8 O: g
STM32WLE5系列包含多种通信功能,包括最多43个GPIO、用于优化功耗的集成SMPS、以及多种低功耗模式,最大限度地延长电池寿命。双电源输出和广泛的线性频率范围,确保世界范围内的兼容性。
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安全与ID* G$ k1 R! ^/ p
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除了具有无线和超低功耗特性,STM32WL微控制器还包含嵌入式安全硬件功能,如128/256位AES硬件加密、PCROP读写保护、采用椭圆曲线加密引擎的公钥加密。4 ~1 z  A% g, `# o+ {/ F

, |8 M  r% |7 X9 p
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2 K. e5 ~" W6 M" K
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