淺析STM32微控制器

趙春陽

摘 要：微控制器在生活中的應用變得越來越普遍，也同時讓生活變得更方便、更美好。許多智能硬件都應用到了微控制器本文以STM32為例分析了STM32微控制器的分類、背景、特點、開發板結構和其特點以及應用場景和未來展望。

關鍵詞：STM32；微控制器；應用場景；未來分析

一、STM32的概述

意法半導體公司（簡稱ST）推出的STM32微處理器是意法半導體公司推出的第一個基于ARM Cortex-M3內核的微控制器。STM32的出現將當前微控制器的性價比水平提升到了新的高度，步入了一個新的時代。

STM32微控制器是近年來迅速興起的基于ARM Cortex一M3內核的高端32位微控制器代表。同時它在低功耗場合和硬實時控制場合中也表現出色。

STM32作為一個經典的微控制器系列，在市面流通的型號有：

基本型：STM32F101R6、STM32F101R8、STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB

增強型：STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103RB、STM32F103VB、 STM32F103VE、STM32F103ZE

二、STM32的特點

談到STM32的特點，我們先來看看其內核Cortex-M3 的特點。Cortex-M3采用目前主流 ARM V7-M 架構，相比曾風靡一時的 ARMV4T 架構擁有更加強勁的性能，更高的代碼密度，更高的性價比。 Cortex-M3 處理器結合多種突破性技術，在低功耗、低成本、高性能三方面具有突破性的創新。

從而STM32具有如下特點

（一）精密性

12位精度的ADC具備多種轉換模式，并帶有一個內部溫度傳感器，帶有雙ADC的STM32器件，還可以使兩個ADC同時工作，從而衍生出更為高級的9種轉換模式。如STM32的每一個定時器都具備4個捕獲比較單元，而且每個定時器都可以和另外的定時器聯合工作以生成更為精密的時序；如STM32有專門為電機控制而設的高級定時器，帶有6個死區時間可編程的PWM輸出通道，同時其帶有的緊急制動通道可以在異常情況出現時，強迫PWM信號輸出保持在一個預定好的安全狀態；如SPI接口設備含有一個硬件CRC單元，支持8位字節和16位平多數據的CRC計算，在對SD或MMC等存儲介質進行數據存取時相當有用。

（二）可靠性

包括一個低電壓檢測器、一個時鐘安全管理系統和兩個看門狗定時器。兩個看門狗定時器中的一個稱為窗口看門狗。窗門看門狗必須在事先定義好的時間上下限到達之前刷新，如果過早或過晚地刷新它都將觸發窗門看門狗復位。第2個看門狗稱為獨立看門狗。獨立桿門狗使用外部振蕩器驅動，二者相互獨立，保證了可靠性。

（三）安全性

STM32可以鎖住其內部Flash而使得破解人員無法通過調試端口讀取其內容。當Flash的讀保護功能開啟之后，其寫保護功能也就隨之開啟了。寫保護功能常用于防止一些來歷不明的代碼寫人中斷向量表。但寫保護不僅可以保護中斷向量表，還可以更進一步地將其保護范圍延伸到整個Flash中未被使用的區域。

三、STM32的應用場景

通信值班智能輔助系統的通信值班智能輔助系統、智能游客尋呼系統、智能家居系統設計、門戶智能鎖網絡等等智能領域。目前在工業控制、消費電子、手持設備、汽車電子、安防監控、通訊、物聯網、車聯網等行業應用很普遍，在功能豐富的同時擁有超高的性價比。正因為其高性價比、適合手工DIY的優點，在高校學生群體中也有非常高的人氣。

四、STM32開發板介紹

這里選擇MiniSTM32 V3 開發板作為例子，因為其結構精小：

CPU： STM32F103RCT6， LQFP64， FLASH：256K， SRAM： 48K；

1 個標準的 JTAG/SWD 調試下載口 1 個紅外接收頭，配備一款小巧的紅外遙控器 1 個 IIC 接口的 EEPROM 芯片， 24C02，容量 256 字節 1 個 SPI FLASH 芯片， W25Q64，容量為 8M 字節（即 64M bit） 1個 DS18B20/DS1820 溫度傳感器預留接口 1 個標準的 2.4/2.8/3.5/4.3/7 寸 LCD 接口，支持觸摸屏1 個 OLED 模塊接口（與 LCD 接口部分共用） 1 個 USB 串口接口，可用于程序下載和代碼調試 1 個 USB SLAVE 接口等設備，用于 USB 通信

ALIENTEK MiniSTM32 V3 開發板的特點

a）小巧

整個板子尺寸為 8cm*10cm*2cm（包括液晶，但不計算銅柱的高度）。

b）靈活

板上除晶振外的所有的 IO 口全部引出，特別還有 GPIOA 和 GPIOB 的 IO 口是按順序引出的，可以極大的方便大家擴展及使用，另外板載獨特的一鍵下載功能，避免了頻繁設置 B0、 B1 帶來的麻煩，直接在電腦上一鍵下載。

c） 資源豐富

板載十多種外設及接口，可以充分挖掘 STM32 的潛質。

五、對STM32的展望

筆者認為STM32微控制器依托意法半導體公司本身雄厚的研發和生產實力，在正確的市場推廣策略引導，迅速占據了國內高端微控制器的大部分應用領域。ARM7會被STM32取代，STM32偏向不帶系統的工業控制，外圍設備甚至比ARM7、ARM9更豐富。

參考文獻：

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