STMicroelectronics (ST) ha sviluppato i chip della serie STM32F103 con architettura Cortex-M3. Questi chip hanno una frequenza principale della CPU di 72 MHz e sono dotati di ADC, USART, CAN, USB, SDIO e altri moduli ad alta precisione. La serie è classificata in tre categorie principali in base alla dimensione della Flash on-chip: piccola capacità (16K e 32K), media capacità (64K e 128K) e grande capacità (256K, 384K e 512K). In questo post, utilizziamo STM32F103ZET6 come esempio per introdurre le caratteristiche, le specifiche, il circuito e le informazioni applicative di questi chip.
Introduzione a STM32F103
STM32F103 è un’unità di microcontrollore (MCU) prodotta da STMicroelectronics. Questa MCU appartiene alla famiglia STM32, che si basa sul processore ARM Cortex-M. L’STM32F103 è una scelta popolare tra gli appassionati di elettronica, gli hobbisti e i professionisti grazie al suo basso consumo energetico, alle elevate prestazioni e al ricco set di periferiche. Questa MCU è comunemente utilizzata in varie applicazioni, tra cui l’automazione industriale, la robotica, l’automotive e l’elettronica di consumo.
Ad esempio, l’STM32F103 può essere utilizzato in una macchina CNC per controllare i suoi motori e altre periferiche, o in un sistema di domotica per gestire vari sensori e attuatori. Inoltre, questa MCU può essere utilizzata in un quadricottero per gestire i suoi algoritmi di controllo del volo e i sensori. L’STM32F103 è un microcontrollore versatile e potente che offre un’ampia gamma di funzionalità e caratteristiche per varie applicazioni.
Caratteristiche di STM32F103
Fino a 17 timer:
- Fino a dieci timer a 16 bit, ciascun timer con fino a 4 contatori I2C/OC/PWM e ingresso encoder (incrementale) a quadratura.
- 2 timer PWM di controllo motore a 16 bit con generazione di dead-time e arresto di emergenza.
- 2 timer watchdog (indipendenti e a finestra)
- Timer SysTick: downcounter a 24 bit
- 2 timer di base a 16 bit per pilotare DAC
Fino a 13 interfacce di comunicazione:
- Fino a 2 interfacce I2C (SMBus/PMBus)
- Fino a 5 USART (interfaccia ISO 7816, LIN, IrDA, controllo modem)
- Fino a 3 SPI (18 Mbit/s), 2 con interfaccia 12S multiplexata
- Interfaccia CAN (2.0B Active)
- Interfaccia USB 2.0 full-speed
- Interfaccia SDIO
- -Unità di calcolo CRC, ID univoco a 96 bit
-Confezione ECOPACK®
-Core: CPU Arm® a 32 bit Cortex®-M3
- Frequenza massima di 72 MHz, 1,25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1), prestazioni con accesso alla memoria in 0 stati di attesa.
- Moltiplicazione a ciclo singolo e divisione hardware.
-Memoria:
- Da 256 KB a 512 KB di flash
- fino a 64 KB di SRAM. Controller di memoria statica flessibile con 4 chip select. Supporta memorie Compact Flash, SRAM, PSRAM, NOR e NAND.
-Interfaccia parallela LCD, modalità 8080/6800.
-Gestione di clock, reset e alimentazione:
- Alimentazione e I/O dell’applicazione da 2,0 V a 3,6 V, POR, PDR e rilevatore di tensione programmabile (PVD),
- Oscillatore a cristallo da 4 a 16 MHz, RC interno da 8 MHz tagliato in fabbrica, RC interno calibrato da 40 kHz, oscillatore da 32 kHz per RTC con calibrazione.
-Basso consumo:
- modalità sleep, stop e standby
- VBAT per RTC e registri di backup
-3×12 bit, convertitori A/D 1μs (fino a 21 canali)
- Intervallo di conversione: da 0 a 3,6 V
- Capacità di campionamento e mantenimento triplo
- Sensore di temperatura
-2×12 bit convertitori D/A
-DMA: controller DMA a 12 canali
- -Periferiche supportate: Timer, ADC, DAC, SDIO, I2S, SPI, 12C e USART
-Modalità debug
- Interfaccia Serial Wire Debug (SWD) e JTAG
-Unità macro di traccia embedded Cortex®-M3 T
-Fino a 112 porte I/O veloci
– 51/80/112 I/O, tutti mappabili a 16 vettori di interrupt esterni, quasi tutti tolleranti a 5V
Specifiche STM32F103
Produttore: STMicroelectronics
Categoria prodotto: Microcontrollori ARM – MCU
Stile di montaggio: SMD/SMT
Confezione/Custodia: LQFP-144
Core: ARM Cortex M3
Dimensione memoria programma: 512KB
Larghezza bus dati: 32 bit
Risoluzione ADC: 12 bit
Frequenza massima di clock: 72 MHz
Numero di input/output: 112
Dimensione RAM dati: 64KB
Temperatura operativa minima: -40 Celsius
Temperatura operativa massima: +85 Celsius
Tipo RAM dati: SRAM
Tipo di interfaccia: CAN, I2C, SPI, USART, USB
Numero di canali ADC: 16
Numero di timer/contatori: 8 timer
Altezza: 1,4mm
Lunghezza: 20mm
Larghezza: 20mm
Peso unitario: 1,290g
Diagramma a blocchi STM32F103
Configurazione pinout STM32F103
Alimentazione STM32F103
Circuito tipico STM32F103
Applicazioni STM32F103
- Azionamenti motori
- Controllo applicazioni
- Medicale
- Dispositivi portatili
- Periferiche da gioco per PC
- Piattaforme GPS
- Controllori di programmazione (PLC)
- Inverter
- Scanner
- Stampanti
- Sistema di allarme
- Videocitofono
- Riscaldamento e ventilazione
- Sistema di condizionamento dell’aria
- Controllo schermo a LED
STM32f401 vs STM32f103
Ecco una tabella che confronta le informazioni dei microcontrollori 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 |
Nel complesso, l’STM32F401 ha un’architettura ARM Cortex-M4 più avanzata, che supporta un’elaborazione del segnale digitale e operazioni in virgola mobile più avanzate, nonché velocità di clock massime più elevate. Tuttavia, l’STM32F103 ha più memoria flash disponibile e supporta leggermente più canali ADC e timer.
