A STMicroelectronics (ST) desenvolveu os chips da série STM32F103 com arquitetura Cortex-M3. Esses chips têm uma frequência principal de CPU de 72 MHz e vêm com ADC, USART, CAN, USB, SDIO e outros módulos de alta precisão. A série é classificada em três categorias principais com base no tamanho da memória Flash no chip: pequena capacidade (16K e 32K), média capacidade (64K e 128K) e grande capacidade (256K, 384K e 512K). Nesta publicação, usamos o STM32F103ZET6 como exemplo para apresentar os recursos, especificações, circuito e informações de aplicação desses chips.
Introdução ao STM32F103
STM32F103 é uma unidade microcontroladora (MCU) produzida pela STMicroelectronics. Esta MCU pertence à família STM32, que é baseada no processador ARM Cortex-M. O STM32F103 é uma escolha popular entre entusiastas de eletrônica, amadores e profissionais devido ao seu baixo consumo de energia, alto desempenho e rico conjunto de periféricos. Este MCU é comumente usado em várias aplicações, incluindo automação industrial, robótica, automotiva e eletrônicos de consumo.
Por exemplo, o STM32F103 pode ser usado em uma máquina CNC para controlar seus motores e outros periféricos, ou em um sistema doméstico inteligente para gerenciar vários sensores e atuadores. Além disso, este MCU pode ser usado em um quadricóptero para lidar com seus algoritmos de controle de voo e sensores. O STM32F103 é um microcontrolador versátil e poderoso que oferece uma ampla gama de recursos e funcionalidades para várias aplicações.
Recursos do STM32F103
Até 17 temporizadores:
- Até dez temporizadores de 16 bits, cada um com até 4 contadores I2C/OC/PWM e entrada de codificador quadratura (incremental).
- 2 temporizadores PWM de controle de motor de 16 bits com geração de tempo morto e parada de emergência.
- 2 temporizadores watchdog (independentes e janela)
- Temporizador SysTick: contador descendente de 24 bits
- 2 temporizadores básicos de 16 bits para acionamento DAC
Até 13 interfaces de comunicação:
- Até 2 interfaces I2C (SMBus/PMBus)
- Até 5 USARTs (interface ISO 7816, LIN, IrDA, controle de modem)
- Até 3 SPIs (18 Mbit/s), 2 com interface 12S multiplexada
- Interface CAN (2.0B ativa)
- Interface USB 2.0 de velocidade total
- Interface SDIO
- -Unidade de cálculo CRC, ID exclusivo de 96 bits
-Pacote ECOPACK®
-Núcleo: CPU Arm® Cortex®-M3 de 32 bits
- Frequência máxima de 72 MHz, 1,25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1), desempenho em acesso à memória com estado de espera 0.
- Multiplicação de ciclo único e divisão por hardware.
-Memória:
- 256 KB a 512 KB de flash
- até 64 KB de SRAM. Controlador de memória estática flexível com 4 seleções de chip. Suporta memórias Compact Flash, SRAM,
PSRAM, NOR e NAND. – Interface paralela LCD, modos 8080/6800.
-Relógio, reinicialização e gerenciamento de energia:
- Alimentação de aplicação de 2,0 V a 3,6 V e E/S, POR, PDR e detector de tensão programável (PVD),
- Oscilador de cristal de 4 a 16 MHz, RC interno de 8 MHz ajustado de fábrica, RC interno calibrado de 40 kHz, oscilador de 32 kHz para RTC com calibração.
– Baixo consumo de energia:
- modos de suspensão, parada e espera
- VBAT para RTC e registros de backup
-3 conversores A/D de 12 bits, 1μs (até 21 canais)
- Faixa de conversão: 0 a 3,6 V
- Capacidade tripla de amostragem e retenção
- Sensor de temperatura
-2 conversores D/A de 12 bits – DMA
: controlador DMA de 12 canais
- -Periféricos suportados: temporizador, ADC, DAC, SDIO, I2S, SPI, 12C e USART
-Modo de depuração
- Serial Wire Debug (SWD) e interface JTAG
-Unidade macro de rastreamento incorporada Cortex®-M3
T-Até 112 portas 1/O rápidas-
51/80/112 I/O, todas mapeáveis para 16 vetores de interrupção externos, quase todas tolerantes a 5V
Especificações do STM32F103
Fabricante: STMicroelectronics Categoria
do produto: Microcontroladores ARM – MCU Estilo
de montagem: SMD/SMT
Pacote/Caixa: LQFP-144
Núcleo: ARM Cortex M3 Tamanho da
memória do programa: 512 KB Largura do
barramento de dados: 32 bits Resolução
do ADC: 12 bits Frequência
máxima do clock: 72 MHz
Número de entradas/saídas: 112 Tamanho
da RAM de dados: 64 KB
Temperatura mínima de operação: -40 °C
Temperatura máxima de operação: +85 °C Tipo de
RAM de dados: SRAM Tipo
de interface: CAN, I2C, SPI, USART, USB
Número de canais ADC: 16
Número de temporizadores/contadores: 8 temporizadores
Altura: 1,4 mm
Comprimento: 20 mm
Largura: 20 mm
Peso unitário: 1,290 g
Diagrama de blocos do STM32F103
Configuração da pinagem do STM32F103
Fonte de alimentação STM32F103
Circuito típico do STM32F103
Aplicações do STM32F103
- Acionamentos de motor
- Controle de aplicação
- Médico
- Dispositivos portáteis
- Periféricos para jogos de PC
- Plataformas GPS
- Controladores de programação (PLC)
- Inversor
- Scanners
- Impressoras
- Sistema de alarme
- Videoporteiro
- Aquecimento e ventilação
- Sistema de ar condicionado
- Controle de tela LED Bar
STM32f401 vs STM32f103
Aqui está uma tabela comparando informações dos microcontroladores STM32F401 e STM32F103:
| 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 |
No geral, o STM32F401 possui uma arquitetura ARM Cortex-M4 mais avançada, que suporta processamento de sinal digital e operações de ponto flutuante mais avançadas, bem como velocidades de clock máximas mais rápidas. No entanto, o STM32F103 possui mais memória flash disponível e suporta um número ligeiramente maior de canais ADC e temporizadores.
