STM32L432 Übersicht
Der STM32L432 ist ein von STMicroelectronics entwickelter Mikrocontroller mit extrem niedrigem Stromverbrauch. Er basiert auf dem ARM Cortex-M4-Kern und wurde für energieeffiziente eingebettete Systeme entwickelt. Durch die Kombination von leistungsstarken Rechenkapazitäten mit geringem Stromverbrauch eignet er sich ideal für IoT-Geräte und tragbare Anwendungen.
Spezifikationen
Die STM32L432-Serie bietet die folgenden technischen Hauptmerkmale:
Prozessorkern:
- ARM Cortex-M4 32-Bit-RISC-Prozessor
- Läuft mit bis zu 80 MHz mit Unterstützung für Single-Cycle-Multiplikation und Hardware-Division
- Integrierte Gleitkommaeinheit (FPU) und Befehle für die digitale Signalverarbeitung (DSP)
Speicher:
- 256 KB Flash (programmierbarer On-Chip-Speicher)
- 64 KB SRAM
- Unterstützung für externe Speichererweiterung
Funktionen für geringen Stromverbrauch:
- Mehrere Energiesparmodi: Sleep, Stop und Standby
- Dynamischer Stromverbrauch: nur 37 µA/MHz bei 80 MHz Betrieb
- Strom im Stoppmodus: ca. 250 nA
- Breiter Spannungsbereich: 1,8 V bis 3,6 V mit integrierter Energieverwaltung
Schnittstellen und Peripheriegeräte:
- GPIO: Bis zu 51 universelle Ein-/Ausgangspins
- Kommunikationsschnittstellen: USART/UART, I2C, SPI, CAN, USB 2.0 (Full Speed)
- Timer: Allzweck-, Low-Power- und erweiterte Timer (PWM-Ausgang)
- ADC/DAC: 12-Bit-ADC (16 Kanäle) und 12-Bit-DAC
- Integrierter Oszillator und Echtzeituhr (RTC)
Gehäuseoptionen:
- Erhältlich in verschiedenen Gehäusen (z. B. LQFP, UFBGA, WLCSP) für unterschiedliche Größenanforderungen.
Anwendung
Dank seines geringen Stromverbrauchs und seiner hohen Leistung wird der STM32L432 in folgenden Bereichen häufig eingesetzt:
IoT-Geräte:
- Smart-Home-Systeme (z. B. intelligente Schlösser, Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren)
- Wearables (z. B. Fitness-Tracker, Gesundheitsüberwachungsgeräte)
Industrielle Steuerung:
- Datenerfassungs- und Steuerungssysteme
- Intelligente Zähler und Sensorknoten
Tragbare Geräte:
- Batteriebetriebene Geräte (z. B. tragbare medizinische Instrumente)
- Low-Power-Displays (z. B. E-Ink-Bildschirmsteuerungen)
Unterhaltungselektronik:
- Spielzeug und Robotik
- Intelligente Fernbedienungen
Sicherheits- und Verschlüsselungsanwendungen:
- Hardware-AES-Verschlüsselungsunterstützung für sichere Kommunikation
Vorteile
- Low-Power-Design: Ideal für batteriebetriebene Geräte, die eine lange Betriebsdauer erfordern.
- Kostengünstig: Bietet hervorragende Leistung zu einem wettbewerbsfähigen Preis.
- Robustes Entwicklungsumfeld: Unterstützt durch STM32CubeMX, STM32CubeIDE und eine umfassende Suite von Bibliotheken und Tools von ST.
- Zuverlässigkeit: Design in Industriequalität mit hoher Temperaturtoleranz und großem Betriebsspannungsbereich.
GPIO-Steuerung mit dem NUCLEO-L432KC-Board
In diesem Beispiel stellen wir die Prinzipien der LED-Schaltung auf dem STM32L432KC-Board vor, erstellen ein neues Projekt mit STM32CubeMX und erlernen Programmiertechniken, um ein Blinken der LED zu erzielen.
Erforderliche Materialien
- NUCLEO-L432KC-Entwicklungsboard
- USB-Kabel für Stromversorgung und Kommunikation
- LED (falls externe LED erforderlich ist)
- Widerstand (z. B. 220 Ω für externe LED)
- STM32CubeMX-Software
- Entwicklungsumgebung wie MDK5 (Keil) oder STM32CubeIDE
Schritt 1: Erstellen Sie ein neues Projekt mit STM32CubeMX.
Wählen Sie zunächst die MCU STM32L432KC aus und erstellen Sie ein neues STM32CubeMX-Projekt.
Als Nächstes konfigurieren wir den Oszillator für STM32L432KC. Aus dem Schaltplan geht hervor, dass der externe Low-Speed-Quarzoszillator mit PC14 und PC15 verbunden ist. Konfigurieren Sie diese GPIOs im Modus „Crystal/Ceramic Resonator” (Quarz-/Keramikresonator).
Erläuterung der Oszillatormodi:
BYPASS-Taktquelle: Der Chip umgeht die interne Taktgeberkomponente und verwendet direkt ein externes Taktsignal.
Quarz-/Keramikresonator: Verwendet einen externen passiven Quarz in Kombination mit der internen Taktgeberschaltung der MCU, bietet eine höhere Präzision, benötigt jedoch eine Startzeit.
Konfigurieren Sie den GPIO für die LED. Stellen Sie PB3 mit den folgenden Parametern auf den Modus „GPIO_Output“ ein:
- Push-Pull-Ausgang
- Standardmäßiger Low-Level-Ausgang (LED zunächst ausgeschaltet)
- Keine Pull-up- oder Pull-down-Widerstände
Konfigurieren Sie die Uhr. Stellen Sie der Einfachheit halber die Systemuhr auf 80 MHz ein, damit STM32CubeMX die erforderlichen Einstellungen automatisch konfigurieren kann.
Legen Sie die Einstellungen für die Codegenerierung in der Projektoberfläche fest:
- Benennen Sie das Projekt und wählen Sie das Entwicklungstool (z. B. MDK5).
- Aktivieren Sie „Peripherie-Initialisierung als … generieren“, um separate
.cDateien für Peripheriegeräte (z. B. GPIO, I2C, SPI) zu erstellen.
Nachdem alle Projektoptionen festgelegt wurden, können wir das Projekt generieren. Wenn Sie STM32CubeMX zum ersten Mal verwenden, müssen Sie die folgenden Softwarepakete herunterladen:
Fahren Sie anschließend mit der Codegenerierung fort und öffnen Sie nach erfolgreicher Generierung den Projektordner.
Der Ordner enthält sowohl STM32CubeMX- als auch MDK5-Projektdateien, sodass bequeme Änderungen in STM32CubeMX vorgenommen werden können. Jetzt können wir das Projekt „NUCLEO-L432KC(LED_Blinking)” im Ordner MDK-ARM starten.
Schritt 2: Code zum Blinken der LED schreiben
Suchen Sie die erforderlichen Funktionen in den STM32-HAL-Dateien:
HAL_GPIO_TogglePin()undHAL_GPIO_WritePin()instm32l4xx_hal_def.h.HAL_Delay()instm32l4xx_hal.h.
Implementieren Sie den folgenden Code, um die LED alle 2 Sekunden blinken zu lassen:
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
// Method 1: Using HAL_GPIO_TogglePin()
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_3);
HAL_Delay(2000);
// Method 2: Using HAL_GPIO_WritePin()
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); // Turn off for 2 seconds
HAL_Delay(2000);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); // Turn on for 2 seconds
HAL_Delay(2000);
}
/* USER CODE END WHILE */
Kompilieren Sie den Code und stellen Sie sicher, dass keine Fehler vorliegen.
Schritt 3: Flashing-Parameter konfigurieren
Das NUCLEO-L432KC-Board verfügt über einen integrierten STLINK/V2-1-Debugger und -Programmierer.
- Konfigurieren Sie das Projekt so, dass ST-LINK zum Herunterladen verwendet wird.
- Stellen Sie die Flash-Parameter wie in der STM32CubeMX-Schnittstelle gezeigt ein und laden Sie dann das Programm herunter.
Schritt 4: Programm flashen
Laden Sie das kompilierte Programm auf das NUCLEO-L432KC-Board und beobachten Sie, wie die LED blinkt.
