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到底是先学STM8,还是学STM32呢?

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gaosmile 发布时间:2020-6-10 18:06
01
写在前面* b/ ~3 s% c9 @+ E4 U2 N8 D
: X9 X( s2 B1 m8 e$ M/ O
想要明白这个问题,其实就需要明白STM8和STM32之间有些什么差异,包括MCU基本信息、开发难度、以及应用场景等。; }- _1 p  l" _2 ^& p
站在客观的角度来说,STM8比STM32学起来更容易,C语言功底还不错的朋友,直接上STM32也不是问题。
# x( I9 R  `( j+ T6 `从大的方向来说,当你对一种MCU掌握的比较透彻,再学其他型号、其他厂商的MCU,相对来说,上手都要容易的多。# ~) }' V6 M2 ^+ V* ?" q5 ~
针对本文问题,我下面讲述一下相关知识。" f; N) k; O' ~+ Y% _* c% `" ~
02
STM8和STM32内核差异
2 z' I- M, c' L9 r$ a7 p: ^: T, V
STM8™ CPU 是一种专有架构,它保持了以前的 ST7 内核的传统,同时在 8 位 CPU 效率和代码密度方面实现了突破。  a- R1 u  ~, s9 i: `6 R* L$ c
STM32 围绕行业标准 ARM® Cortex™-M 32 位内核构建,并受益于与 ARM 处理器有关的开发工具和软件解决方案的完整生态产业环境。# T/ K2 C9 x  M: J# f
尽管它们被认为是两种完全不同的处理器,但它们在架构方面实际有许多相似之处。- _! r  \1 V: n& c9 j% _
下面对比STM8S 和 STM32F1 (Cortex-M3)这两种内核差异:
8 B) Z* A8 @5 R  T. I$ U 微信图片_20200610180123.jpg 9 N  e" P& l8 d/ Z
两种内核均基于哈佛架构,它们采用 3 级流水线执行,可将执行时间降至最低,对于 STM8S,时钟速度高达 24 MHz,对于 STM32F1系列,时钟速度高达 72 MHz。  ~5 N! ^3 p+ B0 M3 C- F$ J5 |
在代码密度方面,它们均有优异的表现,这归功于 STM8S 系列的 8 位 CISC 指令集以及 STM32F1系列的 Cortex 内核引入的 16 位 Thumb-2 模式。
. F! I9 {( k0 P

03

片上外设差异

. p3 N" T3 V3 ~9 i0 t$ T. ~
ST 8位和 32位 MCU 产品线之间的片上外设具有一致性,大多数基本 MCU 外设均定义和构建为可从一个产品系列移植到另一个产品系列。
1 ~" m1 ^& G& m2 |9 f3 U这通过将 8 位外设简单但有效地修改为 32 位字来实现。这样做的好处是可节约成本和功耗,并且资源易于了解。* Y8 B4 j, d  e- Y% p& E
如果需要更高性能,可在系统层面通过更宽的总线和 DMA 控制器对资源加以补充。在了解了外设的工作原理后,可以将外设应用到 STM8S 和 STM32 系列,从而加速两种器件之间的转换。  p  ]# n- `! B0 f# v
ARM 处理器和外设符合 AMBA 总线规范,采用 32 位数据总线,而 STM8S 器件使用更为简单但有效的 8 位总线标准。从功能角度看,它们仅在以下方面存在差异:
( Y4 a9 O; I. V/ `5 H0 {4 {5 ~
  • 寄存器大小: 8 位与 16 或 32 位
  • 直接取决于 CPU 运行速度的最大时钟频率
  • DMA,可通过简单数据管理减轻 CPU 的负荷并提高最大数据吞吐量
  • 一些产品特定功能,如 I/O 端口管理
    . U! Y* D8 T" T7 C9 A
0 `% n0 ]/ I' o1 N( c
对比STM8S 和 STM32F1 的 SPI 框图:
2 W# \% K1 K: L5 |! Z; K& c 微信图片_20200610180126.jpg
. {3 d: l( h% l# d4 q+ x! T

9 _$ F+ [" p2 V. T: _3 ?SPI寄存器:
( e. |) i' O% a
+ Z* I: s4 Q0 W1 K% ^ 微信图片_20200610180129.jpg
8 C( N$ _5 f7 D从上面框图和寄存器可以看出:除了几个有区别的位和寄存器大小外,寄存器和位的名称以及在寄存器中的位置都是相似的。0 @3 V  I6 P3 v2 q. T4 }6 c
04
系统外设

4 H9 D. @4 c) i
当今的 MCU 是复杂的 SoC(片上系统),其中不仅包含许多外设,还包含一些高级系统特性,旨在缩减物料清单或增强系统的安全性和稳定性。
! m2 L3 ], S/ H, M1.复位
7 W' j1 B2 f: x! m$ QSTM8S 和 STM32 基本具有相同的复位电路,仅有细微的差异:* d7 L: e6 G& w' g% T; B! o2 B
微信图片_20200610180133.jpg 1 N# o% o" Z& w# `& Q9 o) M6 r
NRST 引脚既是输入也是具有内置上拉电阻的开漏输出。为实现 EMS(电磁敏感度)鲁棒性,插入了一个滤波器以避免毛刺传播到数字电路中。双向复位有三个优点:
  • 对于多 MCU 系统,双向复位可确保在启动或热复位时所有子处理器均正确同步
  • 对于其它 IC,在系统层面还可以使用 MCU 内嵌的电压监控器(上电复位和欠压复位)
  • 当生成假内部复位时,在调试过程中会有很大帮助
    9 Z0 E' j! T& Z% d- @# F
; {5 L: w9 V: F
2.时钟& z/ G2 z. v9 ]5 n) o
STM8和STM32时钟都具有很强大的功能,特别是最近推出的STM32G0具有高精度内部时钟,可以省去外部晶振,减少硬件及PCB。, B) K7 I: y' K( E# p  _
STM8不具备倍频功能,各方面相对要弱一点。STM32具有倍频、外设时钟分频等强大功能。同时,STM8和32都具有独立外设时钟使能功能,以降低功耗。
$ M) |1 c; U. d, Z. s看下STM32F1时钟树,就大概了解有哪些功能了:+ b6 I. w0 K  E
微信图片_20200610180137.jpg
5 L+ \: G% V8 C; F9 B3.存储器
$ ~% o7 o' P" r9 M# P4 g6 Z两种产品线均基于非易失性存储器并具有一个选项字节加载器。此机制取代了用于 MCU 上电配置的传统熔丝位:用户可以在编程时选择多种选项,这些选项会随程序二进制映像一起写入。
; E1 P. C! L! E# h5 a所有新型微控制器都具有以下几个特性:( N3 r3 h) ?& Y9 C- i  O: H/ c) l
  • 暂停、停止或待机模式下的复位:可在 MCU 意外进入低功耗模式时避免发生死锁情况,适用于不能处理此类配置的应用
  • 硬件/软件看门狗,可以在复位之后立即通过硬件启动看门狗
  • 存储器读保护,用于防止对程序内容的窃取
  • 存储器写保护,用于保护存储器中包含关键代码的部分。通常,这适用于自举代码或IAP(应用内编程)驱动程序: j& {  s0 h4 E
+ h  c2 `3 e5 I+ \0 J# E
这些选项可自动使能安全性和可靠性特性,这样即使在 CPU 获取第一个指令之前出现干扰或攻击,应用也可以恢复。2 O3 v+ I- H- ^( e) ]
STM8S 和 STM32 器件具有嵌入式自举加载器,通过它可以使用板上串行接口(例如 UART)重新烧写内部 Flash。随后可以将任何具有串行通讯接口的 PC 用作编程工具,来烧写或更新 Flash 以及数据 EEPROM 存储器的内容。 ST 提供了一个软件实用程序来执行自举加载器支持的所有操作。
0 W# _/ u0 j' u, t& L8 K; ~+ Q当然,还有更多系统特性相关的内容,比如安全性、低功耗方面。这些设计都具有高度一致性。9 a5 G+ u6 u6 t) z: X
05
软件
2 F) D& P& I. s5 _2 L9 t6 s
STM8和STM32除了上面描述的一些内容具有高度一致性之外,其实,对应我们软件开发工程师来说,软件才是最为关心的一点。
$ `7 O6 |9 h% W" {$ R% Y8 \" H/ z在STM8和STM32产品设计之初,工程师早就考虑过这个问题。因为二者系统、内核及外设都具有一致性,所以软件库也是设计具有一致性。
) L" S0 b" I( C+ q/ q
1.寄存器、库开发
$ O5 l5 p; K* R, W. R- _( ^) C这个我就不说了,从51过来的都知道,对于寄存器比较少的MCU来说,不是问题。对于STM8来说,其实我觉得还好,使用寄存器开发,就是需要更多时间了解寄存器。
7 `5 p1 q3 k/ r; ^4 M我其实不是很建议大家使用寄存器开发,现在STM8有标准外设库,库的API函数接口也容易理解,直接拿来省事,也能方便理解寄存器。/ V+ w6 q, N( m1 S% @  c/ a
那么对于STM32这种有大量寄存器的MCU,我同样也是不建议大家直接使用寄存器开发,部分功能可以针对库优化成寄存器。
3 ], W5 c4 [- a
) G9 w9 f% @  u& B. h6 C) h5 W
2.STM8、32CubeMX工具1 u1 s: w7 h/ v, M
STM8CubeMX和STM32CubeMX这两个工具我不止一次在公众号提到,ST官方的目前的趋势就是希望用户使用这个工具来开发。3 S) Z5 X& [9 j8 ]) ^# ]# v3 P
而且,大家已经发现,STM32有些新出来的MCU是没有标准外设库了。所以,这两个工具建议大家也要学习。. j! F5 a5 ~4 C) B
STM8CubeMX目前更新至V1.3.0,只能提供配置,方便了解MCU使用资源情况,还不具备自动生成代码功能,不过我觉得后面应该具有这个功能。3 v# b# Q' e+ Y  K  K5 M* z
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+ D- ], Q( Z6 q5 \$ p( Z所以:如果基础不怎么好,建议先STM8,等学到一定基础可以再学STM32。如果自认基础还可以,C语言也行,那么直接上STM32不成问题。
" B: S: W+ p" [* ~
收藏 评论3 发布时间:2020-6-10 18:06

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3个回答
李康1202 回答时间:2020-6-11 09:06:43
谢谢分享
老牛洋车 回答时间:2020-6-11 09:21:35
我是直接学习STM32,原因是当时买的STM32F103C8T6最小核心板,某宝12元包邮的哪种。
网络孤客 回答时间:2020-6-11 11:59:07
自己学,肯定是32,工具齐全,资料齐全。8 r! w9 Z$ ?8 @7 n' ?

$ \. L- f9 t8 m6 @如果只想做低成本小产品,学8吧
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