STMCU小助手
发布时间:2023-1-8 14:00
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1. 初识 STM32 STM32,从字面上来理解,ST 是意法半导体,M 是 Microelectronics 的缩写,32 表示 32 位,合起来理解,STM32 就是指 ST 公司开发的 32 位微控制器。在如今的 32 位控制器当中,STM32 可以说是最璀璨的新星,它受宠若娇,大受工程师和市场的青睐,无芯能出其右。 5 G, f) h8 ]5 F5 N: K6 c 1.1. STM32 诞生的背景$ {& V( O# {8 E0 V# |5 w 51 是嵌入式学**一款入门级的精典 MCU,因其结构简单,易于教学,且可以通过串口编程而不需要额外的仿真器,所以在教学时被大量采用,至今很多大学在嵌入式教学中用的还是 51。51 诞生于 70 年代,属于传统的 8 位单片机,如今,久经岁月的洗礼,既有其辉煌又有其不足。现在的市场产品竞争越来越激烈,对成本极其敏感,相应地对 MCU 的性能要求也更苛刻:更多功能,更低功耗,易用界面和多任务。面对这些要求,51 现有的资源就显得得抓襟见肘。所以无论是高校教学还是市场需求,都急需一款新的 MCU 来为这个领域注入新的活力。 基于这样的市场需求,ARM 公司推出了其全新的基于 ARMv7 架构的 32 位 Cortex-M3 微控制器内核。紧随其后,ST(意法半导体)公司就推出了基于 Cortex-M3 内核的 MCU—STM32。STM32凭借其产品线的多样化、极高的性价比、简单易用的库开发方式,迅速在众多 Cortex-M3 MCU 中脱颖而出,成为最闪亮的一颗新星。STM32 一上市就迅速占领了中低端 MCU 市场,受到了市场和工程师的无比青睐,颇有星火燎原之势。 ! S* b2 a: n* d! q [+ j 作为一名合格的嵌入式工程师,面对新出现的技术,我们不是充耳不闻,而是要尽快吻合市场的需要,跟上技术的潮流。如今 STM32 的出现就是一种趋势,一种潮流,我们要做的就是搭上这趟快车,让自己的技术更有竞争力。 ) }) C L2 u& r) p+ N 1.2. STM32 可以干什么 |: u! l% F; X STM32 属于一个微控制器,自带了各种常用通信接口,比如 USART、I2C、SPI 等,可接非常多的传感器,可以控制很多的设备。现实生活中,我们接触到的很多电器产品都有 STM32 的身影,比如智能手环,微型四轴飞行器,平衡车、移动 POST 机,智能电饭锅,3D 打印机等等。 5 e, Q' E( e, } i e 2. STM32 怎么选型 2.1. STM32 的分类 STM32 有很多系列,可以满足市场的各种需求,从内核上分有 Cortex-M0、M3、M4 和 M7 这几种,每个内核又大概分为主流、高性能和低功耗。具体的见表格 STM8 和 STM32 分类 。3 E" O& w) @8 Q6 ~5 | 2 g8 x# k6 b! g" W) D2 f 单纯从学习的角度出发,可以选择 F1 和 F4,F1 代表了基础型,基于 Cortex-M3 内核,主频为72MHZ,F4 代表了高性能,基于 Cortex-M4 内核,主频 180M。 之于 F1,F4(429 系列以上)除了内核不同和主频的提升外,升级的明显特色就是带了 LCD 控制器和摄像头接口,支持 SDRAM,这个区别在项目选型上会被优先考虑。但是从大学教学和用户初学来说,还是首选 F1 系列,目前在市场上资料最多,产品占有量最多的就是 F1 系列的 STM32。 ( L! r% t+ q; W2 t; ^$ s9 I 2.2. STM32 命名方法/ N. v6 |7 ]4 J0 l* J
9 e/ V6 }2 [" x! u( _ 2.3. STM 32 的选型6 [9 [! ?8 y p# {$ Q 了解了 STM32 的分类和命名方法之后,就可以根据项目的具体需求先大概选择哪类内核的 MCU,普通应用,不需要接大屏幕的一般选择 Cortex-M3 内核的 F1 系列,如果要追求高性能,需要大量的数据运算,且需要外接 RGB 大屏幕的则选择 Cortex-M4 内核的 F429 系列。 明确了大方向之后,接下来就是细分选型,先确定引脚,引脚多的功能就多,价格也贵,具体得根据实际项目中需要使用到什么功能,够用就好。确定好了引脚数目之后再选择 FLASH 大小,相同引脚数的 MCU 会有不同的 FLASH 大小可供选择,这个也是根据实际需要选择,程序大的就选择大点的 FLASH,要是产品一量产,这些省下来的都是钱啊。有些月出货量以 KK(百万数量级)为单位的产品,不仅是 MCU,连电阻电容能少用就少用,更甚者连 PCB 的过孔的多少都有讲究。项目中的元器件的选型的水深的很,很多学问。" U6 s& s7 o( K& f 3. STM32 是什么样的? 本文以 STM32F103VET6 为例来进行讲解* I( u7 \; T6 Z 4 Z! _+ G t! C+ i, s; f 3.1. 实物与引脚图 实物图:' M1 k0 Y+ y& F/ { Q 5 V# [4 n) H+ U: C% }& I! V) w
芯片正面是丝印,ARM 应该是表示该芯片使用的是 ARM 的内核,STM32F103VET6 是芯片型号,后面的字应该是跟生产批次相关,左下角的是 ST 的 LOGO。 5 J$ A/ l5 l0 ^! L& _ 芯片四周是引脚,左下角的小圆点表示 1 脚,然后从 1 脚起按照逆时针的顺序排列(所有芯片的引脚顺序都是逆时针排列的)。开发板中把芯片的引脚引出来,连接到各种传感器上,然后在STM32 上编程(实际就是通过程序控制这些引脚输出高电平或者低电平)来控制各种传感器工作,通过做实验的方式来学习 STM32 芯片的各个资源。6 E1 ?$ a3 }) b: [: l ! b$ D! t* f' e# h. r: C* r3 } STM32F103VET6 引脚图: 4 ]' l- d0 g3 \. @
3.2. 芯片里面有什么?+ X' c! h3 i% i4 O 我们看到的 STM32 芯片是已经封装好的成品,主要由内核和片上外设组成。若与电脑类比,内核与外设就如同电脑上的 CPU 与主板、内存、显卡、硬盘的关系。 STM32F103 采用的是 Cortex-M3 内核,内核即 CPU,由 ARM 公司设计。ARM 公司并不生产芯片,而是出售其芯片技术授权。芯片生产厂商 (SOC) 如 ST、TI、Freescale,负责在内核之外设计部件并生产整个芯片,这些内核之外的部件被称为核外外设或片上外设。如 GPIO、USART(串口)、I2C、SPI 等都叫做片上外设。 芯片架构图: ) ?0 X: C3 y& u0 _% b0 ] U4 ~
: c z' M# y# N' }% B 芯片(这里指内核,或者叫 CPU)和外设之间通过各种总线连接,其中驱动单元有 4 个,被动单元也有 4 个,具体见图 STM32F10xx 系统框图 。为了方便理解,可以把驱动单元理解成是CPU 部分,被动单元都理解成外设。' f) f" X; ` w% B. O ———————————————— 版权声明:倾晨灬雨曦, ^% r( c1 ^7 F. M& p ) P' B# T. x' ^( [3 ^+ X |
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