什么是 STM32
对于STM32,从字面意思上来理解,ST是意法半导体,M是Microelectronics的缩写,其中32表示的是32位,那么整合起来理解就是:STM32就是指的ST公司开发的32位微控制器。在如今的32位控制器中,STM32可以说是最闪耀光彩夺目的新星,所以也造就了STM32被现在的大多数工程师以及市场所青睐,对它是宠爱有加啊!
STM32系列基于专门要求高性能,低成本,低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M0,Cortex-M1,Cortex-M3,Cortex-M4,Cortex-M7等。其中Cortex-M0主打的是低功耗和混合信号的处理,M3主要用来替代ARM7,重点侧重能耗和性能的均衡,而M7则重点放在高性能控制运算领域。
STM32 诞生的背景
51 是嵌入式学习中一款入门级的精典 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。
STM32 能做什么
STM32的优势:
1)极高的性能:主流的Cortex内核。
2)丰富合理的外设,合理的功耗。
3)强大的软件支持:丰富的软件包。
4)全面丰富的技术文档。
5)芯片型号种类多,覆盖面广。
6)强大的用户基础
STM32 怎么选型
STM32 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。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。
STM32 命名方法
有关更详细的命名方法见图 STM8 和 STM32 命名方法。
选择合适的 MCU
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。
如何分配原理图 IO
在画原理图之前,一般的做法是先把引脚分类好,然后才开始画原理图,引脚分类具体见表格画原理图时的引脚分类
如何寻找 IO 的功能说明
要想根据功能来分配 IO,那就得先知道每个 IO 的功能说明,这个我们可以从官方的数据手册里面找到。在学习的时候,有两个官方资料我们会经常用到,一个是参考手册(英文叫 Reference manual),另外一个是数据手册(英文叫 Data Sheet)。两者的具体区别见表格参考手册和数据手册的内容区别。
一句话概括:数据手册主要用于芯片选型和设计原理图时参考,参考手册主要用于在编程的时候查阅。官方的这两个文档可以从官方网址里面下载:https://www.stmcu.com.cn/Product/pro_detail/STM32F1/product。
在数据手册中,有关引脚定义的部分在 Pinouts and pin description 这个小节中,具体定义见表格数据手册中对引脚定义。
开始分配原理图 IO
STM32F103ZET6,封装为 LQFP144,我们在数据手册中找到这个封装的引脚定义,然后根据引脚序号,一个一个复制出来,整理成 excel 表。具体整理方法按照表格画原理图时的引脚分类 画原理图时的引脚分类即可。分配好之后就开始画原理图。
PCB 哪里打样
一句话嘉立创http://www.sz-jlc.com。(没广告费,看到记得打钱)
参考:https://doc.embedfire.com/products/link/zh/latest/index.html