stm32

Представяне на продукта

Преди STM32F105 и STM32F107 взаимосвързани серии от микроконтролери, STMicroelectronics стартира STM32 основна серия, подобрена серия, USB основна серия и допълваща серия; Новата серия продукти продължава да използва подобрената серия от 72MHz честота на обработка. Паметта включва 64KB до 256KB флаш памет и 20KB до 64KB вградена SRAM. Новата серия приема три пакета LQFP64, LQFP100 и LFBGA100. Различните пакети поддържат последователността на разположението на щифтовете. В комбинация с дизайнерската концепция на платформата STM32, разработчиците могат да оптимизират отново функциите, паметта, производителността и броя на щифтовете, като избират продукти, за да минимизират промените в хардуера, за да отговорят на индивидуалните изисквания на приложението.

От 1 юли 2010 г. моделите, циркулиращи на пазара, са:

Основни модели: STM32F101R6, STM32F101C8, STM32F101R8, STM32F101V8, STM32F101RB, STM32F101VB

Подобрен тип: STM32F103C8, STM32F103R8, STM32F103V8, STM32F103RB, STM32F103VB, STM32F103VE, STM32F103ZE

Описание на модела STM32: Вземете STM32F103RBT6 като пример, моделът се състои от 7 части и неговите правила за именуване са както следва:

1

STM32

STM32 означава 32-битов микроконтролер с ARM Cortex-M ядро.

2

Ф

F означава подсерия чипове.

3

103

103 представлява подобрената серия.

4

Р

R представлява броя на пина, където T представлява 36 пина, C представлява 48 пина, R представлява 64 пина, V представлява 100 пина, Z представлява 144 пина, а I представлява 176 крака.

5

Б

B представлява вградения Flash капацитет, където 6 представлява 32K байта Flash, 8 представлява 64K байта Flash, B представлява 128K байта Flash, а C представлява 256K байта Flash, D означава 384K байт Flash, E означава 512K байт Flash, а G означава 1M байт Flash.

6

Т

T представлява пакета, където H означава BGA пакет, T означава LQFP пакет, а U означава VFQFPN пакет.

7

6

6 Този елемент представлява работния температурен диапазон, където 6 представлява -40—85°C, а 7 представлява -40—105°C.

История

STMicroelectronics Group е създадена през юни 1987 г. Френската Thomson Semiconductor Company се слива. През май 1998 г. SGS-THOMSON Microelectronics промени името на компанията си на STMicroelectronics Co., Ltd. STMicroelectronics е една от най-големите полупроводникови компании в света. От създаването си темпът на растеж на ST надвишава общия темп на растеж на полупроводниковата индустрия. От 1999 г. ST винаги е била една от десетте най-големи полупроводникови компании в света. Според последните индустриални статистики STMicroelectronics е петият по големина производител на полупроводници в света, водещ в света на много пазари. Например STMicroelectronics е най-големият производител в света на специализирани аналогови чипове и чипове за преобразуване на енергия, най-големият доставчик в света на индустриални полупроводници и чипове за приемници и се нарежда сред челните места в света в областта на дискретните устройства, модулите за камери за мобилни телефони , и автомобилни интегрални схеми.

STMicroelectronics има близо 50 000 служители в цялата група, с 16 напреднали институции за научноизследователска и развойна дейност, 39 центъра за проектиране и приложение, 15 големи производствени предприятия и 78 търговски офиса в 36 държави. Компанията е със седалище в Женева, Швейцария, и също така е централа за Европа и нововъзникващите пазари; седалището на компанията в САЩ се намира в Каролтън, Далас, Тексас; централата на Азиатско-тихоокеанския регион се намира в Сингапур; Бизнесът на Япония е базиран в Токио; Със седалище в Шанхай, Китай, отговаря за бизнеса в Хонконг, континентален Китай и Тайван.

ST микроконтролер с ултра ниска мощност ARMCortex™-M3

Продуктите от серията STM32L са базирани на процесорно ядро ​​с ултра ниска мощност ARMCortex-M4, използващо две енергоспестяващи технологии, уникални за STMicroelectronics: 130nm специален производствен процес с ниско утечка на ток и оптимизирана енергоспестяваща архитектура, осигуряваща водеща в индустрията енергия - спестяваща производителност. Тази серия принадлежи към фамилията мощни 32-битови микроконтролери STM32 на STMicroelectronics. Продуктовата фамилия включва повече от 200 продукта. Цялата серия от продукти споделя повечето от щифтовете, софтуера и периферните устройства. Отличната съвместимост осигурява на разработчиците максимална гъвкавост на дизайна.

ST микроконтролер с ултра ниска мощност ARMCortex™-M0

Продуктите от серията STM32F0 са базирани на процесорно ядро ​​с ултра ниска мощност ARMCortex-M0, интегрирана подобрена технология и функции, насочени към бюджетни приложения с ултра ниска цена. Тази серия от микроконтролери съкращава разликата в производителността между устройства, използващи 8-битови и 16-битови микроконтролери, и тези, използващи 32-битови микроконтролери, позволявайки усъвършенствани и сложни функции да бъдат внедрени в икономични потребителски терминални продукти.

STM32F1

Въведение

Високопроизводителното "Cortex-M3" ядро ​​на ARM

1,25DMips/MHz, докато ARM7TDMI има само 0,95DMips/MHz

Първокласни периферни устройства

1 μs двоен 12-битов ADC, 4Mbit/sec UART, 18Mbit/s SPI, 18MHz I/O скорост на обръщане

Ниска консумация на енергия

Консумирайте 36mA при 72MHz (всички периферни устройства работят в състояние), до 2μA в режим на готовност

Максимална интеграция

Нулираща верига, откриване на ниско напрежение, регулатор на напрежението, точен RC осцилатор и др.

Опростена структура и лесни за използване инструменти

Параметри

2.0V-3.6V захранване

Съвместим с 5V I/O пинове

Отличен безопасен режим на часовник

Режим с ниска консумация на енергия с функция за събуждане

Вътрешен RC осцилатор

Вградена верига за нулиране

Диапазон на работна температура:

-40°C до +85°C или 105°C

101 производителност

36MHzCPU　 до 16K байта SRAM1x12 бита ADC температурен сензор

103 производителност

Характеристики

Ядро: ARM32 bit Cortex-M3CPU, най-високата работна честота е 72MHz, 1,25DMIPS/MHz. Умножение с един цикъл и хардуерно деление.

Памет: Вградена в чипа флаш памет 32-512KB. 6-64KB SRAM памет.

Часовник, нулиране и управление на захранването: 2,0-3,6 V захранване и I/O интерфейс задвижващо напрежение. Нулиране при включване (POR), нулиране при изключване (PDR) и програмируем детектор на напрежение (PVD). 4-16MHz кристален осцилатор. Вградена 8MHz RC осцилаторна верига, настроена преди доставката. Вътрешна 40kHz RC осцилаторна верига. PLL за тактова честота на процесора. 32kHz кристален осцилатор с калибриране за RTC.

Ниска консумация на енергия: 3 режима на ниска консумация на енергия: заспиване, спиране и режим на готовност. VBAT за RTC и резервни регистри.

Режим на отстраняване на грешки: серийно отстраняване на грешки (SWD) и JTAG интерфейс.

DMA: 12-канален DMA контролер. Поддържани периферни устройства: таймер, ADC, DAC, SPI, IIC и UART.

Три 12-битови A/D преобразуватели на ниво us (16 канала): A/D обхват на измерване: 0-3,6 V. Възможност за двойна проба и задържане. В чипа е интегриран температурен датчик.

2-канален 12-битов D/A преобразувател: STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE уникален.

До 112 бързи входно/изходни порта: Според различните модели има 26, 37, 51, 80 и 112 входно/изходни порта, всички портове могат да бъдат нанесени към 16 външни вектора за прекъсване. С изключение на аналоговия вход, всички могат да приемат вход в рамките на 5V.

До 11 таймера: 4 16-битови таймера, всеки с 4 IC/OC/PWM или броячи на импулси. Два 16-битови 6-канални усъвършенствани контролни таймера: до 6 канала могат да се използват за PWM изход. 2 таймера за наблюдение (независимо куче за наблюдение и за наблюдение на прозорец). Systick таймер: 24-битов брояч надолу. Два 16-битови основни таймера се използват за управление на DAC.

До 13 комуникационни интерфейса: 2 IIC интерфейса (SMBus/PMBus). 5 USART интерфейса (ISO7816 интерфейс, LIN, IrDA съвместим, контрол за отстраняване на грешки). Три SPI интерфейса (18Mbit/s), два са мултиплексирани с IIS. CAN интерфейс (2.0B). USB2.0 пълноскоростен интерфейс. SDIO интерфейс.

Пакет ECOPACK: Микроконтролерите от серията STM32F103xx приемат пакет ECOPACK.

Системна функция

1. ARM Cortex-M3 ядро, интегрирано с вградена Flash и SRAM памет. В сравнение с 8/16-битовите устройства, ARM Cortex-M332-битовият RISC процесор осигурява по-висока ефективност на кода. Микроконтролерите STM32F103xx имат вградено ARM ядро, така че са съвместими с всички ARM инструменти и софтуер.

2. Вградена флаш памет и RAM памет: Вградена до 512KB вградена флаш памет, която може да се използва за съхраняване на програми и данни. До 64KB вградена SRAM може да се чете и записва при тактовата честота на процесора (без състояние на изчакване).

3. Променлива статична памет (FSMC): FSMC е вградена в STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE, с 4 избора на чип и поддържа четири режима: Flash, RAM, PSRAM, NOR и NAND. Три линии за прекъсване на FSMC са свързани към NVIC след ИЛИ. Няма FIFO за четене/запис. С изключение на PCCARD, всички кодове се изпълняват от външна памет. Зареждането не се поддържа. Целевата честота е равна на SYSCLK/2, така че когато системният часовник е 72MHz, външният достъп се извършва на 36MHz.

4. Вложен векторен контролер за прекъсване (NVIC): Той може да обработва 43 маскирани канала за прекъсване (без да включва 16 линии за прекъсване на Cortex-M3) и осигурява 16 нива на приоритет на прекъсване. Плътно свързаният NVIC постига по-ниско забавяне на обработката на прекъсванията и директно предава адреса на векторната таблица за въвеждане на прекъсвания към ядрото. Плътно свързаният интерфейс на ядрото на NVIC позволява прекъсването да бъде обработено предварително и последващите прекъсвания с по-висок приоритет се обработват и краят се поддържа. Верига, автоматично запазване на състоянието на процесора, записът за прекъсване се възстановява автоматично, когато прекъсването излезе, без намеса на инструкции.

5. Външен контролер за прекъсване/събитие (EXTI): Външният контролер за прекъсване/събитие се състои от 19 линии за детектор на ръбове, които генерират заявки за прекъсване/събитие. Всяка линия може да бъде индивидуално конфигурирана за избиране на задействащото събитие (нарастващ фронт, спадащ фронт или и двете), или може да бъде индивидуално екранирана. Има регистър за спиране за поддържане на състоянието на заявките за прекъсване. Когато на външната линия се появи импулс, по-дълъг от вътрешния тактов период на APB2, EXTI може да го открие. До 112 GPIO са свързани към 16 външни линии за прекъсване.

6. Часовник и стартиране: Системният часовник все още е избран при стартиране, но вътрешният 8MHz кристален осцилатор е избран като часовник на процесора при нулиране. Може да бъде избран външен часовник 4-16MHz и той ще бъде наблюдаван, за да се определи дали е успешен. През този период контролерът е дезактивиран и управлението на софтуерните прекъсвания впоследствие е деактивирано. В същото време, ако има нужда (като повреда на индиректно използван кристален осцилатор), управлението на прекъсванията на PLL часовника е напълно достъпно. Могат да се използват множество предварителни компаратори за конфигуриране на честотата на AHB, включително високоскоростен APB (PB2) и нискоскоростен APB (APB1), най-високата честота на високоскоростния APB е 72MHz, а най-високата честота на нискоскоростния APB е 36MHz.

7. Режим на зареждане: При стартиране щифтът за зареждане се използва за избор на една от трите опции за зареждане: импортиране от потребителска Flash, импортиране от системна памет и импортиране от SRAM. Програмата за импортиране на зареждане се намира в системната памет и се използва за препрограмиране на флаш паметта чрез USART1.

8. Схема на захранване: VDD, обхватът на напрежението е 2.0V-3.6V, а външното захранване се осъществява чрез VDD щифт за I/O и вътрешен регулатор на напрежението. VSSA и VDDA, обхватът на напрежението е 2,0-3,6 V, външен аналогов вход за напрежение, използван за ADC, модул за нулиране, RC и PLL, в рамките на обхвата VDD (ADC е ограничен до 2,4 V), VSSA и VDDA трябва да бъдат свързани към VSS съответно И VDD. VBAT, обхватът на напрежението е 1,8-3,6 V, когато VDD е невалиден, това е RTC, външен 32KHz кристален осцилатор и резервно захранване на регистъра (реализирано чрез превключвател на захранването).

9. Управление на захранването: Устройството има верига за пълно нулиране при включване (POR) и нулиране при изключване (PDR). Тази верига е винаги ефективна и се използва, за да се гарантира, че някои необходими операции се изпълняват при стартиране от 2V или падане до 2V. Когато VDD е по-ниска от определена долна граница VPOR/PDR, не е необходима външна верига за нулиране и устройството може също да остане в режим на нулиране. Устройството има вграден програмируем детектор за напрежение (PVD). PVD се използва за откриване на VDD и сравняването му с границата на VPVD. Когато VDD е по-нисък от VPVD или VDD е по-голям от VPVD, ще се генерира прекъсване. Рутинната услуга за прекъсване може да генерира предупредително съобщение или да постави MCU в безопасно състояние. PVD се активира от софтуера.

10. Регулиране на напрежението: Регулаторът на напрежение има 3 режима на работа: основен (MR), ниска консумация на енергия (LPR) и изключване. MR се използва в традиционния режим на настройка (режим на работа), LPR се използва в режим на спиране, а мощността се използва в режим на готовност: изходът на регулатора на напрежението е с висок импеданс, основната верига е изключена, включително нулева консумация ( съдържанието на регистрите и SRAM не се губят).

11. Режим на ниска консумация на енергия: STM32F103xx поддържа 3 режима на ниска консумация на енергия за постигане на най-добър баланс между ниска консумация на енергия, кратко време за стартиране и налични източници за събуждане. Режим на заспиване: Само процесорът спира да работи, всички периферни устройства продължават да работят, събуждайки процесора при възникване на прекъсване/събитие; Режим на спиране: Позволява съдържанието на SRAM и регистрите да се поддържат с минимална консумация на енергия. Всички часовници в зоната от 1,8 V са спрени, осцилаторите PLL, HSI и HSERC са дезактивирани и регулаторът на напрежението също е настроен на нормален или режим на ниска консумация на енергия. Устройството може да се събуди от режим стоп чрез външна линия за прекъсване. Външният източник на прекъсване може да бъде една от 16 външни линии за прекъсване, PVD изход или TRC предупреждение. Режим на готовност: В преследване на най-малкото потребление на енергия вътрешният регулатор на напрежението е изключен, така че зоната от 1,8 V е изключена. Осцилаторите PLL, HSI и HSERC също са изключени. След влизане в режим на готовност, в допълнение към резервните регистри и вериги в режим на готовност, съдържанието на SRAM и регистрите също ще бъдат загубени. Когато възникне външно нулиране (пин NRST), нулиране на IWDG, нарастващ фронт на щифта WKUP или TRC предупреждение, устройството излиза от режим на готовност. При влизане в режим стоп или режим на готовност, TRC, IWDG и свързаните с тях източници на часовник няма да спрат.

Свързване

Новите микроконтролери от серия STM32 Connectivity добавят пълноскоростен USB (OTG) интерфейс, така че терминалният продукт да може да действа като USB, когато се свързва с друго USB устройство. Хостът може също да действа като USB подчинен; той също така добавя хардуерна поддръжка за Ethernet интерфейса IEEE1588 Precision Time Protocol (PTP). Внедряването на този протокол с хардуер може да намали натоварването на процесора и да подобри скоростта на реакция на приложения в реално време и мрежови устройства за синхронна комуникация.

Новата взаимосвързана серия е и първият продукт от фамилията STM32, който интегрира два контролера CAN2.0B, което позволява на разработчиците да разработят шлюзови устройства, които могат да се свързват към две стандартни за индустрията CAN (мрежови контролери) шини. В допълнение, новата серия микроконтролери също поддържа Ethernet, USBOTG и CAN2.0B периферни интерфейси, за да работят едновременно. Следователно разработчиците се нуждаят само от един чип, за да проектират шлюзово устройство, което интегрира всички тези периферни интерфейси.

Взаимосвързаните серийни продукти STM32 имат подобрена аудио производителност и приемат усъвършенстван механизъм с фазово заключен контур за постигане на I2S комуникация на аудио ниво. В комбинация с USB хост или подчинена функция, STM32 може да чете, декодира и извежда аудио сигнали от външна памет (U диск или MP3 плейър). Дизайнерите могат също така да разработят функции на интерфейс човек-машина (HMI) на новата серия микроконтролери, като бутони за възпроизвеждане и спиране и интерфейси на дисплея. Тази функция му позволява да се използва в разнообразно домашно аудио оборудване, като аудио докинг системи, будилници/музикални плейъри и системи за домашно кино.

Новата серия от продукти интегрира усъвършенствани периферни устройства, ориентирани към свързване, стандартни STM32 периферни устройства (включително PWM таймер), високопроизводителен 32-битов ARMCortex-M3CPU, тези функции позволяват на разработчиците да на устройството (като домакински уреди, сгради , или промишлена автоматизация) интегрират множество функции, като управление на мотора, управление на потребителския интерфейс и функции за взаимно свързване на устройства. Други целеви приложения включват системи, които изискват свързване в мрежа, регистриране на данни или USB периферно разширение, като наблюдение на пациенти, точки на продажба, автомати за продажба и системи за сигурност.

Микроконтролерите от серията STM32, включително новата взаимосвързана серия, имат разнообразие от поддържащ софтуер и инструменти за разработка, включително безплатни софтуерни библиотеки, предоставени от STMicroelectronics, и широка поддръжка от производители на инструменти на трети страни. STMicroelectronics също така ще пусне нова платка за оценка и в момента предоставя мостри от взаимосвързаните серии STM32F105 и STM32F107 на големи клиенти.

Нова серия

Продуктите от серията за взаимно свързване STM32 са разделени на два модела: STM32F105 и STM32F107. STM32F105 има USBOTG и CAN2.0B интерфейси. STM32F107 добавя Ethernet 10/100MAC модул на базата на USBOTG и CAN2.0B интерфейс. Интегрираният в чипа Ethernet MAC поддържа MII и RMII, следователно е необходим само един външен PHY чип за внедряване на пълен Ethernet трансивър. Само 25MHz кристален осцилатор може да осигури тактова честота за целия микроконтролер, включително Ethernet и USBOTG периферни интерфейси. Микроконтролерът може също така да генерира 25MHz или 50MHz тактов изход за управление на външния чип на Ethernet PHY слоя, като по този начин спестява на клиентите допълнителен кристален осцилатор.

По отношение на аудио функциите, новата серия микроконтролери предоставя два I2S аудио интерфейса, поддържащи два режима на главен и подчинен, както за вход, така и за изход, с разделителна способност от 16 бита или 32 бита. Честотата на аудио дискретизация варира от 8kHz до 96kHz. Използвайки мощната производителност на обработка на новата серия микроконтролери, разработчиците могат да внедрят аудио кодеци в софтуера, като по този начин елиминират нуждата от външни компоненти.

Включете U диска в USBOTG интерфейса на микроконтролера, можете да надстроите софтуера на място; можете също да изтеглите кода през Ethernet, за да надстроите софтуера. Тази функция може да опрости управлението и поддръжката на широкомащабни системни мрежи (като дистанционни контролери или оборудване на място за продажба).

Предимства на архитектурата

В допълнение към новодобавения периферен интерфейс с подобрени функции, серията за взаимно свързване STM32 предоставя също същия стандартен интерфейс като другите микроконтролери STM32. Това периферно устройство се споделя. Гъвкавостта подобрява гъвкавостта на приложението на цялото продуктово семейство, позволявайки на разработчиците да използват повторно един и същ софтуер в множество дизайни. Стандартните периферни устройства на новия STM32 включват 10 таймера, два 12-битови 1-Msample/s аналогово-цифрови преобразуватели (2-Msample/s в режим на преплитане), два 12-битови цифрово-аналогови преобразуватели, два I2C интерфейси, пет USART интерфейса и три SPI порта. Новата продуктова периферия разполага с общо 12 DMA канала и единица за изчисление на CRC. Подобно на други микроконтролери STM32, той поддържа 96-битов уникален идентификационен код.

Новата серия микроконтролери също продължава предимствата на ниското напрежение и енергоспестяването на продуктовата фамилия STM32. Диапазонът на работното напрежение от 2,0 V до 3,6 V е съвместим с основните технологии за батерии, като литиеви батерии и Ni-MH батерии. Пакетът има и специален пин Vbat за режим на работа на батерия. Кодът се изпълнява от флаш паметта на честота 72MHz и консумира само 27mA ток. Има четири режима на ниска мощност, които могат да намалят консумацията на ток до два микроампера. Бързото стартиране от режим на ниска мощност също спестява енергия; схемата за стартиране използва 8MHz сигнал, генериран вътре в STM32, за да събуди микроконтролера от режим на спиране за по-малко от 6 микросекунди.

Ефективност с ниска мощност

Технологичната платформа EnergyLite™ на ST за ултра-ниска мощност е ключът към водещата в индустрията енергийна ефективност на STM32L. Тази технологична платформа също се използва широко в продуктите от серията STM8L на 8-битов микроконтролер на ST. Технологичната платформа EnergyLite™ с ултра ниска мощност се основава на уникалния 130nm производствен процес на ST. За да постигне ултраниски характеристики на тока на утечка, STMicroelectronics дълбоко оптимизира платформата. В режими на работа и сън технологичната платформа EnergyLite™ с ултраниска мощност може да увеличи максимално енергийната ефективност. В допълнение, вградената флаш памет на платформата използва уникалната технология за флаш памет с ниска мощност на ST. Тази платформа също интегрира функция за поддръжка на директен достъп до паметта (DMA). Когато системата за приложения работи, флаш паметта и процесорът са изключени, а периферните устройства все още работят, което може да спести много време на разработчиците.

В допълнение към най-забележителните функции за пестене на енергия, свързани с процеса, серията STM32L предоставя и повече други функции, позволяващи на разработчиците да оптимизират характеристиките на консумация на енергия на дизайна на приложението. Чрез шест режима на ултра-ниска консумация на енергия продуктите от серията STM32L могат да изпълняват задачи с най-ниска консумация на енергия във всеки зададен момент. Тези налични режими включват: (предварителни данни при 1,8 V/25°C среда)

·10.4μA режим на работа с ниска мощност, 32kHz работна честота

·6,1 μA ниска консумация на енергия Режим на заспиване, таймер работи

·1.3μA режим на изключване: часовник в реално време (RTC) работи, запазва контекст, запазва RAM съдържание

·0.5μA режим на изключване: работи без часовник в реално време, запазване на контекста, запазване на RAM съдържание

·1.0μA режим на готовност: работа с часовник в реално време, запазване на резервен регистър

·270nA режим на готовност: няма работа с часовник в реално време, запазване на резервен регистър

Серията STM32L наскоро добави два режима на ниска мощност, работа с ниска мощност и заспиване с ниска мощност. Използвайки регулатори и осцилатори с ултраниска мощност, микроконтролерът може значително да намали работата при ниски честоти Консумация на енергия. Стабилизаторът на напрежението не разчита на захранващото напрежение, за да отговори на текущите изисквания. STM32L също така осигурява функция за динамично нарастване и спадане на напрежението, което е енергоспестяваща технология, която се прилага успешно от много години, която може допълнително да намали вътрешното работно напрежение на чипа, когато той работи на ниски и средни честоти. В нормален режим на работа текущата консумация на флаш паметта е най-ниската 230μA/MHz, а съотношението консумация/производителност на STM32L е най-ниската 185μA/DMIPS.

В допълнение, схемата STM32L е проектирана да постигне висока производителност при ниско напрежение и ефективно да удължи интервала на зареждане на устройства, захранвани от батерии. Минималното работно захранващо напрежение за аналоговата функция на чипа е 1,8 V. Минималното работно захранващо напрежение за цифрови функции е 1,65 V. Когато напрежението на батерията падне, времето за работа на устройствата, захранвани с батерия, може да се удължи.