STM32入门——什么是STM32
文章目录
- 1. 初识 STM32
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- 1.1. STM32 诞生的背景
- 1.2. STM32 可以干什么
- 2. STM32 怎么选型
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- 2.1. STM32 的分类
- 2.2. STM32 命名方法
- 2.3. STM 32 的选型
- 3. STM32 是什么样的？
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- 3.1. 实物与引脚图
- 3.2. 芯片里面有什么？
1. 初识 STM32
STM32，从字面上来理解，ST 是意法半导体，M 是 Microelectronics 的缩写，32 表示 32 位，合起来理解，STM32 就是指 ST 公司开发的 32 位微控制器。在如今的 32 位控制器当中，STM32 可以说是最璀璨的新星，它受宠若娇，大受工程师和市场的青睐，无芯能出其右。
1.1. STM32 诞生的背景
51 是嵌入式学习中一款入门级的精典 MCU，因其结构简单，易于教学，且可以通过串口编程而不需要额外的仿真器，所以在教学时被大量采用，至今很多大学在嵌入式教学中用的还是 51。51 诞生于 70 年代，属于传统的 8 位单片机，如今，久经岁月的洗礼，既有其辉煌又有其不足。现在的市场产品竞争越来越激烈，对成本极其敏感，相应地对 MCU 的性能要求也更苛刻：更多功能，更低功耗，易用界面和多任务。面对这些要求，51 现有的资源就显得得抓襟见肘。所以无论是高校教学还是市场需求，都急需一款新的 MCU 来为这个领域注入新的活力。
基于这样的市场需求，ARM 公司推出了其全新的基于 ARMv7 架构的 32 位 Cortex-M3 微控制器内核。紧随其后，ST（意法半导体）公司就推出了基于 Cortex-M3 内核的 MCU—STM32。STM32凭借其产品线的多样化、极高的性价比、简单易用的库开发方式，迅速在众多 Cortex-M3 MCU 中脱颖而出，成为最闪亮的一颗新星。STM32 一上市就迅速占领了中低端 MCU 市场，受到了市场和工程师的无比青睐，颇有星火燎原之势。
作为一名合格的嵌入式工程师，面对新出现的技术，我们不是充耳不闻，而是要尽快吻合市场的需要，跟上技术的潮流。如今 STM32 的出现就是一种趋势，一种潮流，我们要做的就是搭上这趟快车，让自己的技术更有竞争力。
1.2. STM32 可以干什么
STM32 属于一个微控制器，自带了各种常用通信接口，比如 USART、I2C、SPI 等，可接非常多的传感器，可以控制很多的设备。现实生活中，我们接触到的很多电器产品都有 STM32 的身影，比如智能手环，微型四轴飞行器，平衡车、移动 POST 机，智能电饭锅，3D 打印机等等。
2. STM32 怎么选型
2.1. STM32 的分类
STM32 有很多系列，可以满足市场的各种需求，从内核上分有 Cortex-M0、M3、M4 和 M7 这几种，每个内核又大概分为主流、高性能和低功耗。具体的见表格 STM8 和 STM32 分类 。
单纯从学习的角度出发，可以选择 F1 和 F4，F1 代表了基础型，基于 Cortex-M3 内核，主频为72MHZ，F4 代表了高性能，基于 Cortex-M4 内核，主频 180M。
之于 F1，F4（429 系列以上）除了内核不同和主频的提升外，升级的明显特色就是带了 LCD 控制器和摄像头接口，支持 SDRAM，这个区别在项目选型上会被优先考虑。但是从大学教学和用户初学来说，还是首选 F1 系列，目前在市场上资料最多，产品占有量最多的就是 F1 系列的 STM32。
2.2. STM32 命名方法
2.3. STM 32 的选型
了解了 STM32 的分类和命名方法之后，就可以根据项目的具体需求先大概选择哪类内核的 MCU，普通应用，不需要接大屏幕的一般选择 Cortex-M3 内核的 F1 系列，如果要追求高性能，需要大量的数据运算，且需要外接 RGB 大屏幕的则选择 Cortex-M4 内核的 F429 系列。
明确了大方向之后，接下来就是细分选型，先确定引脚，引脚多的功能就多，价格也贵，具体得根据实际项目中需要使用到什么功能，够用就好。确定好了引脚数目之后再选择 FLASH 大小，相同引脚数的 MCU 会有不同的 FLASH 大小可供选择，这个也是根据实际需要选择，程序大的就选择大点的 FLASH，要是产品一量产，这些省下来的都是钱啊。有些月出货量以 KK（百万数量级）为单位的产品，不仅是 MCU，连电阻电容能少用就少用，更甚者连 PCB 的过孔的多少都有讲究。项目中的元器件的选型的水深的很，很多学问。
3. STM32 是什么样的？
本文以 STM32F103VET6 为例来进行讲解
3.1. 实物与引脚图
实物图：
芯片正面是丝印，ARM 应该是表示该芯片使用的是 ARM 的内核，STM32F103VET6 是芯片型号，后面的字应该是跟生产批次相关，左下角的是 ST 的 LOGO。
芯片四周是引脚，左下角的小圆点表示 1 脚，然后从 1 脚起按照逆时针的顺序排列（所有芯片的引脚顺序都是逆时针排列的）。开发板中把芯片的引脚引出来，连接到各种传感器上，然后在STM32 上编程（实际就是通过程序控制这些引脚输出高电平或者低电平）来控制各种传感器工作，通过做实验的方式来学习 STM32 芯片的各个资源。
STM32F103VET6 引脚图：
3.2. 芯片里面有什么？
我们看到的 STM32 芯片是已经封装好的成品，主要由内核和片上外设组成。若与电脑类比，内核与外设就如同电脑上的 CPU 与主板、内存、显卡、硬盘的关系。
STM32F103 采用的是 Cortex-M3 内核，内核即 CPU，由 ARM 公司设计。ARM 公司并不生产芯片，而是出售其芯片技术授权。芯片生产厂商 (SOC) 如 ST、TI、Freescale，负责在内核之外设计部件并生产整个芯片，这些内核之外的部件被称为核外外设或片上外设。如 GPIO、USART（串口）、I2C、SPI 等都叫做片上外设。
芯片架构图：
芯片（这里指内核，或者叫 CPU）和外设之间通过各种总线连接，其中驱动单元有 4 个，被动单元也有 4 个，具体见图 STM32F10xx 系统框图 。为了方便理解，可以把驱动单元理解成是CPU 部分，被动单元都理解成外设。