Компания STMicroelectronics (ST) разработала чипы серии STM32F103 с архитектурой Cortex-M3. Эти чипы имеют основную частоту процессора 72 МГц и оснащены высокоточными модулями ADC, USART, CAN, USB, SDIO и другими. Серия подразделяется на три основные категории в зависимости от размера встроенной флэш-памяти: малая емкость (16K и 32K), средняя емкость (64K и 128K) и большая емкость (256K, 384K и 512K). В этой статье мы используем STM32F103ZET6 в качестве примера для представления характеристик, спецификаций, схемы и информации о применении этих микросхем.
Введение в STM32F103
STM32F103 — микроконтроллер (MCU), производимый компанией STMicroelectronics. Этот микроконтроллер принадлежит к семейству STM32, основанному на процессоре ARM Cortex-M. STM32F103 пользуется популярностью среди энтузиастов электроники, любителей и профессионалов благодаря низкому энергопотреблению, высокой производительности и богатому набору периферийных устройств. Этот микроконтроллер широко используется в различных приложениях, включая промышленную автоматизацию, робототехнику, автомобилестроение и бытовую электронику.
Например, STM32F103 может использоваться в станке с ЧПУ для управления его двигателями и другими периферийными устройствами или в системе «умный дом» для управления различными датчиками и исполнительными устройствами. Кроме того, этот микроконтроллер может использоваться в квадрокоптере для управления алгоритмами управления полетом и датчиками. STM32F103 — это универсальный и мощный микроконтроллер, который предлагает широкий спектр возможностей и функций для различных приложений.
Особенности STM32F103
До 17 таймеров:
- До десяти 16-разрядных таймеров, каждый из которых имеет до 4 счетчиков I2C/OC/PWM и вход для квадратурного (инкрементального) энкодера.
- 2×16-разрядные таймеры PWM для управления двигателем с генерацией мертвого времени и аварийной остановкой.
- 2 сторожевых таймера (независимый и оконный)
- Таймер SysTick: 24-разрядный счетчик
- 2 16-разрядных базовых таймера для управления ЦАП
До 13 интерфейсов связи:
- До 2 интерфейсов I2C (SMBus/PMBus)
- До 5 USART (интерфейс ISO 7816, LIN, IrDA, управление модемом)
- До 3 интерфейсов SPI (18 Мбит/с), 2 с мультиплексированным интерфейсом 12S
- Интерфейс CAN (2.0B Active)
- Интерфейс USB 2.0 полной скорости
- Интерфейс SDIO
- -Блок вычисления CRC, 96-битный уникальный идентификатор-корпус
ECOPACK®
-Ядро: 32-разрядный процессор Arm® Cortex®-M3
- Максимальная частота 72 МГц, 1,25 DMIPS/МГц (Dhrystone 2.1), производительность при доступе к памяти в 0 состояния ожидания.
- Одноцикловое умножение и аппаратное деление.
-Память:
- от 256 КБ до 512 КБ флэш-памяти
- до 64 КБ SRAM. Гибкий контроллер статической памяти с 4 выборами микросхем. Поддерживает память Compact Flash, SRAM, PSRAM, NOR
и NAND. -Параллельный интерфейс LCD, режимы 8080/6800.
-Часы, сброс и управление питанием:
- 2,0 В до 3,6 В питание приложения и ввод-вывод, POR, PDR и программируемый детектор напряжения (PVD),
- кварцевый генератор от 4 до 16 МГц, внутренний RC с заводской настройкой 8 МГц, откалиброванный внутренний RC 40 кГц, генератор 32 кГц для RTC с калибровкой.
-Низкое энергопотребление:
- режимы сна, остановки и ожидания
- VBAT для RTC и резервных регистров
-3×12-разрядные АЦП с разрешением 1 мкс (до 21 канала)
- Диапазон преобразования: от 0 до 3,6 В
- Возможность тройной выборки и удержания
- Датчик температуры
-2×12-разрядные цифро-аналоговые
преобразователи-DMA: 12-канальный контроллер DMA
- -Поддерживаемые периферийные устройства: таймер, АЦП, ЦАП, SDIO, I2S, SPI, 12C и USART
-Режим отладки
- Serial Wire Debug (SWD) и интерфейс JTAG
-Встроенный макроблок трассировки Cortex®-M3
T-До 112 быстрых портов ввода/вывода-
51/80/112 портов ввода/вывода, все с возможностью сопоставления с 16 векторами внешних прерываний, почти все с толерантностью к 5 В
Технические характеристики STM32F103
Производитель: STMicroelectronics
Категория продукта: Микроконтроллеры ARM — MCU
Тип монтажа: SMD/SMT
Корпус: LQFP-144
Ядро: ARM Cortex M3 Размер
программной памяти: 512 КБ Ширина
шины данных: 32 бит Разрешение
АЦП: 12 бит
Максимальная тактовая частота: 72 МГц
Количество входов/выходов: 112 Размер
оперативной памяти данных: 64 КБ
Минимальная рабочая температура: -40 °C
Максимальная рабочая температура: +85 °C
Тип оперативной памяти данных: SRAM
Тип интерфейса: CAN, I2C, SPI, USART, USB
Количество каналов АЦП: 16
Количество таймеров/счетчиков: 8 таймеров
Высота: 1,4 мм
Длина: 20 мм
Ширина: 20 мм
Вес единицы: 1,290 г
Блок-схема STM32F103
Конфигурация выводов STM32F103
Источник питания STM32F103
Типичная схема STM32F103
Применение STM32F103
- Приводы двигателей
- Управление приложениями
- Медицина
- Портативные устройства
- Периферийные устройства для компьютерных игр
- GPS-платформы
- Программируемые контроллеры (PLC)
- Инверторы
- Сканеры
- Принтеры
- Система сигнализации
- Видеодомофон
- Отопление и вентиляция
- Система кондиционирования
- Светодиодная панель Управление экраном
STM32f401 против STM32f103
Ниже приведена таблица, в которой сравниваются характеристики микроконтроллеров STM32F401 и 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 |
В целом, STM32F401 имеет более совершенную архитектуру ARM Cortex-M4, которая поддерживает более продвинутую цифровую обработку сигналов и операции с плавающей запятой, а также более высокую максимальную тактовую частоту. Однако STM32F103 имеет больше флэш-памяти и поддерживает немного больше каналов АЦП и таймеров.
