第一章 初识STM32

目录

1.1 STM32简介

1.1.1 STM32出现的背景

1.1.2 STM32的作用即应用领域

1.1.3 STM32芯片型号的选择

1.2 STM32F103ZET6芯片简介

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1.1 STM32简介

        STM32 是意法半导体（STMicroelectronics）公司推出的一款 32 位 ARM Cortex-M 微控制器。它具有高性能、低功耗、丰富的外设和广泛的应用，适用于工业自动化、机器人控制、智能家居、医疗设备、汽车电子等领域。

1.1.1 STM32出现的背景

        STM32的出现背景可以追溯到ARM公司在 2004 年推出 Cortex-M3 内核。由于Cortex-M3具有低功耗、高性能和易于开发等优势，因此受到各大微控制器厂商的关注和追捧。

        ST 微电子公司也看到了这个机会，并于 2007 年推出了第一款基于 Cortex-M3 内核的 STM32F1 系列微控制器。该系列微控制器支持多种存储器接口、众多外设功能和多种封装形式，成为业界最受欢迎的 ARM Cortex-M3 微控制器之一。

        随着市场需求的不断变化和技术进步，ST 微电子公司陆续推出了 STM32F2、STM32F3、STM32F4、STM32F7 和 STM32H7 等系列微控制器，不断拓展产品线和应用领域，并逐步成为全球领先的 32 位微控制器供应商之一。

        总之，STM32 的出现是应对市场需求和技术发展的产物，它具有高性能、低功耗、丰富的外设和广泛的应用，成为众多应用领域的首选微控制器之一。

1.1.2 STM32的作用即应用领域

        STM32 是一款高性能、低功耗、功能丰富的 32 位 ARM Cortex-M 微控制器，具有广泛的应用领域和作用。

        STM32 的主要作用是提供处理器核心、存储器和各种外设等基本功能，以及支持多种开发工具和软件库，帮助开发者快速设计和实现各种应用。STM32 可以通过内置的通信接口和高速定时器等功能，实现稳定而精确的控制，并支持多种低功耗模式，可有效降低功耗并延长电池寿命。

        根据其丰富的特点，STM32 的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：

        1、工业自动化：STM32 可以实现各种工业自动化设备的控制和监测，如 PLC、传感器、运动控制器、机器人等。

        2、智能家居：STM32 可以实现智能家居设备之间的联网和远程控制，如智能插座、智能灯泡、智能门锁等。

        3、医疗设备：STM32 具有高精度 ADC 和 DAC，可以用于医疗设备的控制和监测，如血压计、血糖仪、心电图仪等。

        4、汽车电子：STM32 具有 CAN 接口、以太网和 USB OTG 等高级功能，可以用于处理车载网络和多媒体数据，如汽车导航、音响、安全系统等。

        5、航空航天：STM32 具有高可靠性和低功耗特性，适用于航空航天领域中的各种应用，如飞行控制、导航、通信等。

        总之，STM32 具有丰富的应用领域和广泛的作用，已经成为众多应用场景中的首选微控制器之一。

1.1.3 STM32芯片型号的选择

1.1.3.1 STM32芯片的分类

        STM32根据芯片内核分类

        STM32芯片从内核上分为两类：基于Cortex-M0/M0+内核和基于Cortex-M3/M4/M7内核。

        基于Cortex-M0/M0+内核的STM32芯片基于Cortex-M0/M0+内核的STM32芯片主要是STM32F0和STM32L0系列。Cortex-M0/M0+内核是一种低功耗、低成本的32位内核，具有优秀的功耗特性和高效的指令执行速度。这些芯片适用于需要低功耗和小尺寸的应用场景，如智能家居、传感器等。具体型号如下：STM32F030、STM32F070、STM32L011、STM32L031

        基于Cortex-M3/M4/M7内核的STM32芯片基于Cortex-M3/M4/M7内核的STM32芯片主要是STM32F1、STM32F2、STM32F3、STM32F4、STM32F7和STM32H7系列。Cortex-M3/M4/M7内核是一种高性能、高效能的32位内核，具有较高的性能和处理能力。这些芯片适用于需要高性能和高处理能力的应用场景，如工业自动化、机器人、医疗设备等。具体型号如下：STM32F103、STM32F205、STM32F303、STM32F407、STM32F767、STM32H743。

        总体来说，基于Cortex-M0/M0+内核的STM32芯片适用于低功耗、小尺寸的应用场景，而基于Cortex-M3/M4/M7内核的STM32芯片适用于高性能、高处理能力的应用场景。开发者可以根据具体应用需求选择适合的芯片型号。

        STM32芯片根据芯片特性和用途分类

        STM32F系列：这是最常用的STM32系列之一，包括STM32F0、STM32F1、STM32F2、STM32F3、STM32F4、STM32F7和STM32F0x0等型号。这些型号主要用于各种不同应用场景，包括低功耗和高性能应用。

        STM32L系列：这是针对低功耗应用的系列，包括STM32L0、STM32L1、STM32L4和STM32L5等型号。这些型号具有极低的功耗和长电池寿命，适用于需要长时间运行的应用。

        STM32G系列：这是高性价比的系列，包括STM32G0、STM32G4和STM32G4+等型号。这些型号具有高性能和低功耗，适用于各种不同的应用场景。

        STM32H系列：这是高性能的系列，包括STM32H7和STM32H7A3/A5等型号。这些型号具有非常高的性能和大量的内存容量，适用于需要处理大量数据和需要高速运算的应用。

        STM32MP系列：这是基于Cortex-A和Cortex-M处理器核心的系列，包括STM32MP1等型号。这些型号适用于需要高性能处理和多核处理的应用。

        综上所述，STM32芯片的分类主要根据不同的特性和用途，包括低功耗、高性能、高性价比、多核处理等等，开发者可以根据具体需求选择适合的型号。

1.1.3.2 STM32芯片的命名方法

        STM32芯片型号的命名方法十分清晰明了，主要由系列、主线版本和子版本三部分组成，例如STM32F103ZET6。下面分别介绍这三部分的含义。

        系列（F）STM32芯片的系列表示芯片的特定应用，根据具体应用场景选择不同的系列。常见的系列包括：

        F系列（Foundation）：通用型系列，适用于广泛的应用场景。

        L系列（Low power）：低功耗型系列，适用于需要极低功耗的应用场景，如传感器和手持设备。

        G系列（General purpose）：高性能型系列，适用于需要高性能和实时性的应用场景，如自动化和工业控制。

        H系列（High reliability）：高可靠型系列，适用于对可靠性要求较高的应用场景，如航空航天、医疗设备等。

        W系列（Wireless）：无线通信型系列，适用于需要无线通信的应用场景。

        主线版本（103）STM32芯片的主线版本表示芯片的不同的版本和升级，根据主线版本选择不同的芯片型号。例如，STM32F407VGT6的主线版本为407。常见的主线版本包括：

        F0系列：适用于低成本、低功耗的应用场景。

        F1系列：适用于通用型应用场景。

        F2系列：适用于需要高速计算和DSP处理的应用场景。

        F3系列：适用于需要高精度ADC和PWM的应用场景。

        F4系列：适用于需要高性能、高速通信和图形处理的应用场景。

        F7系列：适用于需要高性能和DSP处理能力的应用场景。

        H7系列：适用于需要高可靠性和高性能的应用场景。

        G0系列：适用于低功耗、低成本和小尺寸的应用场景。

        G4系列：适用于需要安全通信和自主运行的应用场景。

        子版本（ZET6）表示芯片的具体型号和功能特点。以下是一些常见的STM32子版本及其特点介绍：

        VGT6 VGT6是STM32F407系列的一个子版本，具有以下特点：

        LQFP100封装

        1MB Flash存储器

        192KB RAM

        168MHz最大主频

        3个SPI接口、3个I2C接口、3个USART接口、2个UART接口、2个CAN接口、1个USB接口等多种接口

        VCT6 VCT6是STM32F427系列的一个子版本，具有以下特点：

        LQFP100封装

        2MB Flash存储器

        256KB RAM

        180MHz最大主频

        3个SPI接口、4个I2C接口、4个USART接口、4个UART接口、3个CAN接口、2个USB接口等多种接口

        集成了LCD控制器和DMA控制器

        VET6 VET6是STM32F429系列的一个子版本，具有以下特点：

        LQFP100封装

        2MB Flash存储器

        256KB RAM

        180MHz最大主频

        3个SPI接口、5个I2C接口、5个USART接口、5个UART接口、2个CAN接口、1个USB接口等多种接口

        集成了LCD控制器、DMA控制器和触摸屏控制器

        VGT3 VGT3是STM32F303系列的一个子版本，具有以下特点：

        LQFP100封装

        256KB Flash存储器

        48KB RAM

        72MHz最大主频

        4个SPI接口、4个I2C接口、5个USART接口、1个USB接口等多种接口

        集成了高速ADC和低功耗ADC

        VE4 VE4是STM32L4系列的一个子版本，具有以下特点：

        LQFP100封装

        512KB Flash存储器

        160KB RAM

        80MHz最大主频

        3个SPI接口、3个I2C接口、4个USART接口、2个UART接口、2个USB接口等多种接口。

        支持低功耗模式、安全保护等功能。

        以上是一些常见的STM32子版本及其特点介绍，不同的子版本适用于不同的应用场景和需求。

        选择适合自己应用的芯片型号和子版本，可以更好地发挥STM32的性能和功能。具体的命名规则如下：

1.1.3.3 STM32芯片的选型

        STM32的应用非常的广泛，在我们使用时如何选择一款合适的芯片信号尤为重要，在进行STM32芯片选型时，需要考虑以下几个方面：

        1、应用场景 首先需要明确芯片将要应用的场景和功能需求，例如需要使用何种接口、需要多大的存储空间、需要多少的计算能力等等。根据不同的应用场景和需求，可以选择适合的STM32系列和型号。

        2、性能和功耗 性能和功耗是芯片选型的重要指标，需要根据应用的具体要求来选择。如果应用需要高计算性能，可以选择主频较高的芯片，例如STM32F4系列；如果应用需要低功耗，可以选择低功耗系列的芯片，例如STM32L4系列。

        3、可用的接口和外设 不同的STM32芯片具有不同的接口和外设，需要根据应用需求选择适合的型号。例如，需要使用CAN总线的应用可以选择具有CAN接口的芯片，需要使用USB接口的应用可以选择具有USB接口的芯片。

        4、成本和可用性 成本和可用性也是选型时需要考虑的因素。需要根据应用需求和生产成本来选择合适的芯片型号，并且需要考虑芯片的可用性和供货情况，以确保产品的生产和维护。

        综上所述，STM32芯片选型需要根据应用场景、性能和功耗、可用的接口和外设以及本和可用性等方面来进行考虑和评估。对于初学者来说，可以通过查阅STM32的官方文档和资料、参考其他人的经验和评测、咨询厂商等方式来进行选型。同时，在进行实际应用时，也需要根据实际情况进行调整和优化。

1.2 STM32F103ZET6芯片简介

         STM32F103ET6是一款由意法半导体（STMicroelectronics）生产的微控制器，属于STM32F1系列。它是一款高性能、低功耗、易于集成的微控制器，可广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、消费电子等领域。

        以下是STM32F103ET6的一些主要特点和技术参数：

        CPU内核：ARM Cortex-M3，最高主频72MHz；

        存储器：Flash闪存128KB，SRAM20KB，EEPROM1KB；

        通信接口：10/100 Ethernet MAC，USB 2.0 OTG，2个CAN，2个SPI，3个I2C，2个USART；

        ADC/DAC：12位ADC最大16个通道，12位DAC1个；

        定时器：3个16位基本定时器，2个高级定时器，1个SysTick定时器；

        外设：多达80个GPIO引脚，支持中断、DMA传输等功能。

        STM32F103ET6的优势包括：

        高性能：采用ARM Cortex-M3内核，最高主频72MHz，能够提供快速的运算和响应能力；

        丰富的外设：支持多种通信接口、ADC/DAC、定时器等，能够满足不同应用场景的需求；

        低功耗：采用低功耗设计，最大功耗不超过100mA；

        易于开发和集成：ST提供完善的开发工具链和支持文档，可以快速上手开发，同时可轻

        易于开发和集成：ST提供完善的开发工具链和支持文档，可以快速上手开发，同时可轻松与其他硬件和软件进行集成。

        总之，STM32F103ET6是一款性能强劲、外设丰富、低功耗、易于开发和集成的微控制器，可广泛应用于各种嵌入式系统设计中。