STM32 簡單介紹

技術小白

一、背景
如果你正為項目的處理器而進行艱難的選擇：一方面抱怨16 位單片機
有限的指令和性能，另一方面又抱怨32 位處理器的高成本和高功耗，那么，
基于ARM Cortex-M3 內核的STM32 系列處理器也許能幫你解決這個問題。
使你不必在性能、成本、功耗等因素之間做出取舍和折衷。
即使你還沒有看完STM32 的產品手冊，但對于這樣一款融合ARM 和ST
技術的“新生兒”相信你和我一樣不會擔心這款針對16 位MCU 應用領域的
32 位處理器的性能，但是從工程的角度來講，除了芯片本身的性能和成本
之外，你或許還會考慮到開發工具的成本和廣泛度；存儲器的種類、規模、
性能和容量；以及各種軟件獲得的難易，我相信你看完本專題會得到一個
滿意的答案。
對于在16 位MCU 領域用慣專用在線仿真器（ICE）的工程師可能會擔
心開發工具是否能夠很快的上手？開發復雜度和整體成本會不會增加？產
品上市時間會不會延長？沒錯，對于32 位嵌入式處理器來說，隨著時鐘頻
率越來越高，加上復雜的封裝形式，ICE 已越來越難勝任開發工具的工作，
所以在32 位嵌入式系統開發中多是采用JTAG 仿真器而不是你熟悉的ICE。
但是STM32 采用串行單線調試和JTAG，通過JTAG 調試器你可以直接從CPU
獲取調試信息，從而將使你的產品設計大大簡化，而且開發工具的整體價
格要低于ICE，何樂而不為？
有意思的是STM32 系列芯片上印有一個蝴蝶圖像，據ST 微控制器產品
部Daniel COLONNA 先生說，這是代表自由度，意在給工程師一個充分的創
意空間。我則“曲解”為預示著一種蝴蝶效應，這種蝴蝶效應不僅會對方
案提供商以及終端產品供應商帶來舉足輕重的影響，而且會引起競爭對手
策略的改變……翅膀已煽動，讓我們一起靜觀其變！
二、STM32 市面上流通的型號

截至2010 年7 月1 日，市面流通的型號有：
基本型：STM32F101R6，STM32F101C8，STM32F101R8，STM32F101V8 ，
STM32F101RB，STM32F101VB
增強型：STM32F103C8，STM32F103R8，STM32F103V8，STM32F103RB，
STM32F103VB，STM32F103VE，STM32F103ZE
三、STM32 系列的作用
ARM 公司的高性能”Cortex-M3”內核
1.25DMips/MHz,而ARM7TDMI 只有0.95DMips/MHz
一流的外設
1μs 的雙12 位ADC，4 兆位/秒的UART，18 兆位/秒的SPI，18MHz 的
I/O 翻轉速度
低功耗
在72MHz 時消耗36mA(所有外設處于工作狀態)，待機時下降到2μA
最大的集成度
復位電路、低電壓檢測、調壓器、精確的RC 振蕩器等
簡單的結構和易用的工具
四、STM32F10x 重要參數
2V-3.6V 供電
容忍5V 的I/O 管腳
優異的安全時鐘模式
帶喚醒功能的低功耗模式
內部RC 振蕩器
內嵌復位電路
工作溫度范圍：-40℃至+85℃或105℃
五、性能特點
基本型STM32F101：36MHz CPU，多達16K 字節SRAM，1x12 位ADC 溫度
傳感器

增強型STM32F103：72MHz CPU，多達20K 字節SRAM，2x12 位ADC 溫
度傳感，PWM 定時器，CAN，USB
六、STM32 互聯型系列簡介：
全新STM32 互連型（Connectivity）系列微控制器增加一個全速USB
（OTG）接口，使終端產品在連接另一個USB 設備時既可以充當USB 主機又
可充當USB 從機；還增加一個硬件支持IEEE1588 精確時間協議(PTP)的以
太網接口，用硬件實現這個協議可降低CPU 開銷，提高實時應用和聯網設
備同步通信的響應速度。
全新互連型系列還是STM32 家族中首款集成兩個CAN2.0B 控制器的產
品，讓開發人員能夠研制可連接兩條工業標準CAN（控制器區域網）總線的
網關設備。此外，新系列微控制器還支持以太網、USB OTG 和CAN2.0B 外設
接口同時工作，因此，開發人員只需一顆芯片就能設計整合所有這些外設
接口的網關設備。
STM32 互連型系列產品強化了音頻性能，采用一個先進的鎖相環機制，
實現音頻級別的I2S 通信。結合USB 主機或從機功能，STM32 可以從外部存
儲器（U 盤或MP3 播放器）讀取、解碼和輸出音頻信號。設計人員還可以在
新系列微控制器上開發人機界面（HMI）功能，如播放和停止按鍵，以及顯
示器界面。這個功能使其可用于各種家庭音響設備，如音響底座系統、鬧
鐘/音樂播放器和家庭影院。
新系列產品整合先進的面向連接的外設，標準的STM32 外設（包括一
個PWM 定時器），高性能的32 位ARM Cortex-M3 CPU，這些特性使開發人
員可以在設備上（如家電、樓宇或工業自動化）整合多種功能，如馬達控
制、用戶界面控制和設備互連功能。其它目標應用包括需要聯網、數據記
錄或USB 外設擴展功能的系統，如病患監視、銷售終端機、自動售貨機和
保安系統。
包括新的互連型系列在內的STM32 系列微控制器具有多種配套軟件和
開發工具，意法半導體還將推出一個新的評估板，目前正在向大客戶提供
STM32F105 和STM32F107 互連型系列的樣片。
七、STM32 新系列產品的功能：
STM32 互連型系列產品分為兩個型號：STM32F105 和STM32F107。
STM32F105 具有USB OTG 和CAN2.0B 接口。STM32F107 在USB OTG 和CAN2.0B
接口基礎上增加了以太網10/100 MAC 模塊 。片上集成的以太網MAC 支持
MII 和RMII，因此，實現一個完整的以太網收發器只需一個外部PHY 芯片。
只使用一個25MHz 晶振即可給整個微控制器提供時鐘頻率，包括以太網和
USB OTG 外設接口。微控制器還能產生一個25MHz 或50MHz 的時鐘輸出，驅
動外部以太網PHY 層芯片，從而為客戶節省了一個附加晶振。
音頻功能方面，新系列微控制器提供兩個I2S 音頻接口，支持主機和
從機兩種模式，既用作輸入又可用作輸出，分辨率為16 位或32 位。音頻
采樣頻率從8kHz 到96kHz。利用新系列微控制器強大的處理性能，開發人
員可以用軟件實現音頻編解碼器，從而消除了對外部組件的需求。
把U 盤插入微控制器的USB OTG 接口，可以現場升級軟件；也可以通
過以太網下載代碼進行軟件升級。這個功能可簡化大型系統網絡（如遠程
控制器或銷售終端設備）的管理和維護工作。
八、充分發揮 STM32 架構的優勢：
除新增的功能強化型外設接口外，STM32 互連系列還提供與其它STM32
微控制器相同的標準接口，這種外設共用性提升了整個產品家族的應用靈
活性，使開發人員可以在多個設計中重復使用同一個軟件。新STM32 的標
準外設包括10 個定時器、兩個12 位1-Msample/s 模數轉換器 (交錯模式
下2-Msample/s)、兩個12 位數模轉換器、兩個I2C 接口、五個USART 接口
和三個SPI 端口。新產品外設共有12 條DMA 通道，還有一個CRC 計算單元，
像其它STM32 微控制器一樣，支持96 位唯一標識碼。
新系列微控制器還沿續了STM32 產品家族的低電壓和節能兩大優點。
2.0V 到3.6V 的工作電壓范圍兼容主流的電池技術，如鋰電池和鎳氫電池，

封裝還設有一個電池工作模式專用引腳Vbat。以72MHz 頻率從閃存執行代
碼，僅消耗 27mA 電流。低功耗模式共有四種，可將電流消耗降至兩微安。
從低功耗模式快速啟動也同樣節省電能；啟動電路使用STM32 內部生成的
8MHz 信號，將微控制器從停止模式喚醒用時小于6 微秒。
九、存儲器和封裝選項：
在STM32F105 和STM32F107 互連型系列微控制器之前，意法半導體已
經推出STM32 基本型系列、增強型系列、USB 基本型系列和增強型系列；新
系列產品沿用增強型系列的72MHz 處理頻率。內存包括64KB 到256KB 閃存
和 20KB 到64KB 嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100 和LFBGA100
三種封裝，不同的封裝保持引腳排列一致性，結合STM32 平臺的設計理念，
開發人員通過選擇產品可重新優化功能、存儲器、性能和引腳數量，以最
小的硬件變化來滿足個性化的應用需求。

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