STMicroelectronics (ST) hat die Chips der Serie STM32F103 mit Cortex-M3-Architektur entwickelt. Diese Chips haben eine CPU-Hauptfrequenz von 72 MHz und sind mit hochpräzisen ADC-, USART-, CAN-, USB-, SDIO- und anderen Modulen ausgestattet. Die Serie ist je nach Größe des On-Chip-Flash-Speichers in drei Hauptkategorien unterteilt: kleine Kapazität (16K und 32K), mittlere Kapazität (64K und 128K) und große Kapazität (256K, 384K und 512K). In diesem Beitrag verwenden wir STM32F103ZET6 als Beispiel, um die Funktionen, Spezifikationen, Schaltkreise und Anwendungsinformationen dieser Chips vorzustellen.
STM32F103 Einführung
STM32F103 ist eine Mikrocontroller-Einheit (MCU) von STMicroelectronics. Diese MCU gehört zur STM32-Familie, die auf dem ARM Cortex-M-Prozessor basiert. Der STM32F103 ist aufgrund seines geringen Stromverbrauchs, seiner hohen Leistung und seiner umfangreichen Peripherieausstattung eine beliebte Wahl bei Elektronikbegeisterten, Hobbybastlern und Fachleuten. Diese MCU wird häufig in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter industrielle Automatisierung, Robotik, Automobiltechnik und Unterhaltungselektronik.
Beispielsweise kann der STM32F103 in einer CNC-Maschine zur Steuerung ihrer Motoren und anderer Peripheriegeräte oder in einem Smart-Home-System zur Verwaltung verschiedener Sensoren und Aktoren eingesetzt werden. Darüber hinaus kann diese MCU in einem Quadcopter zur Steuerung seiner Flugsteuerungsalgorithmen und Sensoren verwendet werden. Der STM32F103 ist ein vielseitiger und leistungsstarker Mikrocontroller, der eine Vielzahl von Funktionen und Merkmalen für verschiedene Anwendungen bietet.
STM32F103 Funktionen
Bis zu 17 Timer:
- Bis zu zehn 16-Bit-Timer, jeder Timer mit bis zu 4 I2C/OC/PWM-Zählern und Quadratur-Encoder-Eingang (inkremental).
- 2×16-Bit-Motorsteuerungs-PWM-Timer mit Totzeiterzeugung und Not-Aus.
- 2 Watchdog-Timer (unabhängig und Fenster)
- SysTick-Timer: 24-Bit-Abwärtszähler
- 2×16-Bit-Basistimer für die Ansteuerung von DAC
Bis zu 13 Kommunikationsschnittstellen:
- Bis zu 2 I2C-Schnittstellen (SMBus/PMBus)
- Bis zu 5 USARTs (ISO 7816-Schnittstelle, LIN, IrDA, Modemsteuerung)
- Bis zu 3 SPIs (18 Mbit/s), 2 mit 12S-Schnittstelle multiplexiert
- CAN-Schnittstelle (2.0B Active)
- USB 2.0 Full-Speed-Schnittstelle
- SDIO-Schnittstelle
- -CRC-Berechnungseinheit,
96-Bit-Eindeutige-ID-ECOPACK®-Gehäuse
-Kern: Arm® 32-Bit-Cortex®-M3-CPU
- 72 MHz maximale Frequenz, 1,25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1), Leistung bei Speicherzugriff ohne Wartezustand.
- Einzyklische Multiplikation und Hardware-Division.
-Speicher:
- 256 KB bis 512 KB Flash
- bis zu 64 KB SRAM. Flexibler statischer Speicher-Controller mit 4 Chip-Auswahlen. Unterstützt Compact Flash-, SRAM-, PSRAM-, NOR- und NAND-Speicher.
-Parallele LCD-Schnittstelle, 8080/6800-Modi.
-Takt, Reset und Energieverwaltung:
- 2,0 V bis 3,6 V Anwendungsversorgung und E/A, POR, PDR und programmierbarer Spannungsdetektor (PVD),
- 4 bis 16 MHz Quarzoszillator, internes 8 MHz werkseitig abgestimmtes RC, kalibriertes internes 40 kHz RC, 32 kHz Oszillator für RTC mit Kalibrierung.
-Geringer Stromverbrauch:
- Sleep-, Stop- und Standby-Modi
- VBAT für RTC und Backup-Register
-3×12-Bit, 1μs A/D-Wandler (bis zu 21 Kanäle)
- Wandlungsbereich: 0 bis 3,6 V
- Dreifache Abtast- und Haltefunktion
- Temperatursensor
-2×12-Bit-D/A-Wandler-DMA
: 12-Kanal-DMA-Controller
- -Unterstützte Peripheriegeräte: Timer, ADC, DAC, SDIO, I2S, SPI, 12C und USART
-Debug-Modus
- Serial Wire Debug (SWD) und JTAG-Schnittstelle
-Cortex®-M3 Embedded Trace Macro Unit T
-Bis zu 112 schnelle
1/O-Ports – 51/80/112 I/O, alle zu 16 externen Interrupt-Vektoren zuordnungsfähig, fast alle 5-V-tolerant
STM32F103 Spezifikationen
Hersteller: STMicroelectronics
Produktkategorie: ARM-Mikrocontroller – MCU
Montageart: SMD/SMT
Gehäuse: LQFP-144
Kern: ARM Cortex M3
Programmspeichergröße: 512 KB
Datenbusbreite: 32 Bit
ADC-Auflösung: 12 Bit
Maximale Taktfrequenz: 72 MHz
Anzahl der Ein-/Ausgänge: 112
Daten-RAM-Größe: 64 KB
Minimale Betriebstemperatur: -40 °C
Maximale Betriebstemperatur: +85 °C
Daten-RAM-Typ: SRAM
Schnittstellentyp: CAN, I2C, SPI, USART, USB
Anzahl der ADC-Kanäle: 16
Anzahl der Timer/Zähler: 8 Timer
Höhe: 1,4 mm
Länge: 20 mm
Breite: 20 mm Gewicht
pro Einheit: 1,290 g
STM32F103 Blockdiagramm
STM32F103 Pinbelegung Konfiguration
STM32F103 Stromversorgung
STM32F103 Typische Schaltung
STM32F103-Anwendungen
- Motorantriebe
- Anwendungssteuerung
- Medizin
- Handheld-Geräte
- PC-Gaming-Peripheriegeräte
- GPS-Plattformen
- Programmierbare Steuerungen (PLC)
- Wechselrichter
- Scanner
- Drucker
- Alarmanlagen
- Video-Gegensprechanlage
- Heizung und Lüftung
- Klimaanlage
- LED-Leiste Bildschirmsteuerung
STM32F401 vs. STM32F103
Hier ist eine Tabelle, in der die Informationen zu den Mikrocontrollern STM32F401 und STM32F103 verglichen werden:
| Specification | STM32F401 | STM32F103 |
|---|---|---|
| Architecture | ARM Cortex-M4 | ARM Cortex-M3 |
| Maximum Clock Speed | 84 MHz | 72 MHz |
| Flash Memory | 256 KB | Up to 512 KB |
| SRAM | 64 KB | Up to 64 KB |
| DMA Channels | 12 | 7 |
| ADC Channels | 10 | Up to 16 |
| Timers | 14 | Up to 15 |
| USB | 1 x Full-speed | 1 x Full-speed |
| Operating Voltage | 1.7 - 3.6 V | 2.0 - 3.6 V |
| Package | LQFP64, LQFP100, LQFP144, UFBGA144 | LQFP64, LQFP100, LQFP144, UFBGA100, UFBGA144 |
Insgesamt verfügt der STM32F401 über eine fortschrittlichere ARM Cortex-M4-Architektur, die eine leistungsfähigere digitale Signalverarbeitung und Fließkommaoperationen sowie höhere maximale Taktraten unterstützt. Der STM32F103 verfügt jedoch über mehr Flash-Speicher und unterstützt etwas mehr ADC-Kanäle und Timer.
