Новая линейка микроконтроллеров с низким энергопотреблением от stmicroelectronics

Представляем новинку от «STMicroelectronics»: STM8L — микроконтроллеры с ультранизким энергопотреблением

«STMicroelectronics» запустили в производство три новые линейки 8-битных микроконтроллеров: STM8L101, STM8L151, STM8L152, сочетающих высокий КПД с ультранизким энергопотреблением. Это обеспечивается за счет использования 130 нм технологии и транзисторов с очень низкими токами утечки, а так же за счет использования встроенной памяти с пониженным энергопотреблением.

Существует несколько режимов работы контроллера:

  • Режим обычного энергопотребления (RUN-mode). Потребление: 6-150 мкА;
  • Режим ожидания (Wait mode). Работают: RTC и некоторые периферии (такие как таймер), ЦПУ — выключен, Flash-память — выключена. Потребление: 5мкА; Следующие два режима подходят для устройств, требующих постоянный мониторинг (потребление ниже 5мкА):
  • Режим сна с просыпанием (Active halt mode). Основные таймеры, ЦПУ, периферии — отключены. Выход из режима осуществляется прерыванием от периферии. Для быстрого выхода из спящего режима содержимое регистров не изменяется;
  • Режим останова (halt mode). Выключены: ЦПУ, периферии, все таймеры, RTC. Для быстрого выхода из спящего режима содержимое регистров не изменяется.

    STM8L101 — самый простой и самый дешевый из семейства.
    STM8L151 — имеет расширенные возможности: больше периферий, памяти, внешних генераторов, RCT, DMA, быстродействующие ЦАП и АЦП, аппаратный сброс.
    STM8L152 — микроконтроллер, имеющий все-то же, что и STM8L151, но с дополнением в виде встроенного LCD драйвера.

    Микроконтроллеры этого семейства имеют систему контроля питания BrownOutReset, POR (Power-OnReset), PDR (Power-DownReset). Питание может осуществляться от аккумулятора с напряжением 1.8-3.6 В(1.65В при провалах). Потребление энергии в режиме останова — до 350нА с сохранением SRAM и контекста, выход из этого режима осуществляется за 4мкс. Потребление энергии в динамическом режиме — 150 мкА/МГц.
    Компания «STMicroelectronics» разработала платформу одновременно для 8-битных и 32-битных микроконтроллеров STM8L и STM32L. Микроконтроллеры семейств pin-to-pin, функционально и периферийно совместимы. Это означает, что, уменьшая или увеличивая память или меняя корпус, можно не менять разводку платы. Для микроконтроллеров серии STM8L152 предусмотрена бесплатная библиотека для сенсорного дисплея.

    Все STM8L имеют:
    — 16МГц
    — ЦПУ;
    — USART, SPI, I2C;
    — 16-битные таймеры;
    — Внутренний 16 Мгц и 38 КГц RC осцилляторы;
    — Сторожевой таймер (2 для STM8L15);
    — POR/PDR сброс;
    — 2 компоратора.

    Ядро STM8 16МГц Flash SRAM Сброс + BOR/PVD EEPROM RTC 32КГц 4xDMA 12бит АЦП + термо-сенсор1мкс 12бит ЦАП Драйвер LCD 4*28
    STM8L101 + 8K Кбайт 1.5 Кбайт
    STM8L151 + 32 Кбайт 2 Кбайт + + + + + +
    STM8L152 + 32Кбайт 2 Кбайт + + + + + + +

    Могут быть применены в устройствах с низким потреблением, где необходим мониторинг с минимальным потреблением энергии для работы даже при разряженной батарее.

    Применение:
    — Портативные медицинские приборы;
    — Мобильные устройства;
    — Игры;
    — Охранные устройства;
    — Устройства с батарейным питанием;

    Существуют платы отладки и демонстрации для STM8L:

    Наименование платы Краткое описание Внешний вид
    STEVAL-IAS003V1 Демонстрационная плата с драйвером LCD
    STM8L15LPBOARD Для демонстрации всех режимов питания STM8L15x и измерения тока потребления
    STM8L101-EVAL и STM8L1526-EVAL Демонстрационная плата на основе STM8L101 или STM8L152 с полным набором используемых периферий

    Отладочные платы и программаторы от серии микроконтроллеров STM8S так же подходят для микроконтроллеров серии STM8L.

    Информация по микроконтроллерам серии STM8L: здесь

    Информация по микроконтроллерам серии STM8S: здесь

    Получить более подробную информацию, заказать образцы по продукции «STMicrolectronics», Вы можете обратившись в отдел дистрибуции:

    Бренд-менеджер:
    Сорокин Сергей
    E-mail: stm@promelec.ru
    Телефон: +7 (343) 245 68 20

    Техническая поддержка:
    Колесников Никита, Милехин Дмитрий
    E-mail: support@promelec.ru
    Телефон: +7 (343) 372 92 27

    Последние новости — одной лентой:

    STMicroelectronics представила новые микроконтроллеры серии STM32 F4

    STMicroelectronics STM32 F4 STM32F405 STM32F407 STM32F415 STM32F417

    Компания STMicroelectronics представила новую серию микроконтроллеров STM32 F4. Расширение платформы STM32 основано на последней версии ядра ARM Cortex-M4, которая добавляет новые возможности в сфере обработки сигналов и более быстрые по времени выполнения операции к уже хорошо зарекомендовавшей себя линейке микроконтроллеров STM32. По заверениям компании, новая серия предъявит права на титул самых высокопроизводительных микроконтроллеров на базе технологии Cortex-M, присутствующих сегодня на рынке и закрепит за STMicroelectronics лидерство в этой области.

    Линейка STM32 является наиболее успешным семейством микроконтроллеров, построенных на базе 32-х разрядного ядра ARM Cortex-M, и почти каждый второй микроконтроллер, на базе данного ядра, как заявляет STMicroelectronics, выпускается под маркой STM32. Сфера применения семейства STM32 довольно широка: медицинские приборы, средства измерений, кассовое оборудование, автоматизация и безопасность зданий, домашние аудио системы и пр. И с новой серией STM32 F4 компания надеется расширить список сферы применения своей продукции. DSP инструкции, выполняемые за один такт, открывают для нового продукта двери на рынок цифровых сигнальных контроллеров, который требует высокие показатели вычислительной способности и DSP-инструкции для особо требовательных в этом плане приложений, таких как медицинское оборудование, управление двигателями и охранное оборудование. Обеспечивая аппаратную (полное совпадение выводов) и программную совместимость с серией STM32 F2, и в то же время, имея больший объем SRAM, повышенную производительность и лучшую помехоустойчивость периферии, серия F4 позволит разработчикам улучшить конечный продукт, если им необходимо больше объема памяти, производительности или особенностей периферии. Также, если разработчик использует в своем продукте два чипа – MCU и DSP, то теперь он может объединить возможности этих двух чипов в одном высокопроизводительном сигнальном контроллере.

    Исполнительный вице-президент и генеральный менеджер Microcontrollers, Memories and Secure MCUs Group Клауд Дардан утверждает: «Серия STM32 F4 привлекательна по многим причинам, поскольку на сегодняшний день это наиболее высокопроизводительный микроконтроллер на базе Cortex M. С более чем 250 совместимыми устройствами, запущенными в производство, лучшей системой поддержки среды разработки и отличными показателями энергопотребления серия F4 – это вишня на вершине пирога семейства STM32, которая теперь включает в себя четыре серии продуктов: STM32 F1, STM32 F2, STM32 L1, которые основаны на ядре Cortex™-M3, и, наконец, четвертая серия на основе Cortex-M4».
    «Решение STMicroelectronics включить процессор ARM Cortex-M4 в портфолио своих MCU – это доказательство низкого энергопотребления, улучшенного дизайна и возможностей высокопроизводительного DSP для процессора» – говорит Ланс Говард, исполнительный вице-президент ARM — «STMicroelectronics теперь имеет наиболее широкое портфолио своей продукции на базе ядра ARM Cortex-M. Серия Cortex-M представляет наиболее быстро развивающуюся MCU-архитектуру и микроконтроллеры серии STM32 F4 несомненно ускорят развитие и распространение ARM-архитектуры».

    Наряду с уже упомянутой аппаратной и программной совместимостью с серией F2, серия F4 имеет повышенную производительность (168 МГц / 210 DMIPS вместо 120 МГц / 150 DMIPS), DSP-инструкции, выполняемые за один такт, математический сопроцессор, увеличенную SRAM (192 Кб вместо 128 Кб), встроенную Flash-память от 512 Кб до 1 Мб и усовершенствованную периферию для задач отображения, реализации интерфейсов и криптографии. 90 нанометровая КМОП-технология и встроенный фирменный «ускоритель памяти» ART Accelerator позволяют получить современные показатели производительности с беспрерывным исполнением программы на частоте до 168 МГц и лучший в своем классе уровень энергопотребления.

    Особенности серии STM32 F4:

    • сверхбыстрая передача данных, с семиуровневой матрицей двойной высокоскоростной шины (AHB) и мульти-DMA контроллером, которые позволяют производить параллельно обработку и передачу данных;
    • встроенный FPU одинарной точности повышает качество выполнения алгоритмов управления, добавляет больше возможностей приложениям, улучшает эффективность кода, устраняет разброс, позволяет использовать инструменты мета языка;
    • высокая интеграция, до 1 Мб Flash-памяти, 192 Кб SRAM, схема перезагрузки (сброса), внутренние RC и PLL, часы реального времени с потреблением до 1 мкА;
    • экстра гибкость в снижении энергопотребления в приложениях, требующих как высоких производительных мощностей так и пониженного энергопотребления при работе на малых величинах напряжения или от аккумуляторов. Для этого предусмотрены 4 Кб резервной SRAM, чтобы сохранить данные при разрядке батарей, потребление часов реального времени, не превышающее 1мкА и внутренний регулятор напряжения со способностью определения уровня напряжения, позволяющий выбирать высокопроизводительный режим работы или режим пониженного энергопотребления;
    • широкий выбор средств разработки и программного обеспечения, включающий разнообразные IDE, инструментарий мета языков, библиотеки DSP и прочих полезных функций, недорогие стартовые наборы;
    • богатая, инновационная периферия:
      • интерфейсы: интерфейс камеры, процессор Crypto/Hash HW, Ethernet MAC10/100 с поддержкой IEEE 1588 v2, два USB OTG
      • аудио: специализированный аудио PLL и два полнодуплексных I2C
      • до 15 коммуникационных интерфейсов, включая 6 UART, работающих на скорости до 10 Мбит/с, три SPI, работающих на скорости до 42 Мбит/с, три I2C, два CAN, SDIO
      • обработка аналоговых сигналов: два 12-битных ЦАП, три 12-битных АЦП достигающих 2.4 MSPS или 7.2 MSPS при поочередной их работе
      • до 17-ти таймеров: 16- и 32-битных, работающих на частоте до 168 МГц
    Читайте также  Какое сопротивление у светодиода в лампочке?

    Продукция серии STM32 F4 доступна в четырех вариантах:

    STM32F405x: в дополнение к богатой периферии, включающей таймеры, три АЦП, два ЦАП, последовательные интерфейсы, интерфейс внешней памяти, часы реального времени, модуль для подсчета CRC, аналоговый генератор случайных чисел, микроконтроллеры STM32F405 имеют USB-OTG интерфейс, а также 1 Мбайт Flash-памяти. Они доступны в четырех типах корпусов — WLCSP64, LQFP64, LQFP100, LQFP144.

    STM32F407: расширена периферия, в дополнение к периферии STM32F405 добавлен второй USB-OTG интерфейс, интегрированный Ethernet MAC 10/100 с поддержкой MII и RMII, от 8 до 14-ти разрядный интерфейс камеры, позволяющий произвести соединение с КМОП-камерами при работе на скорости до 67.2 Мбайт/с. Микроконтроллеры STM32F407 доступны в четырех типах корпусов — LQFP100, LQFP144, LQFP/BGA176, и Flash-памятью от 512 Кбайт до 1 Мбайта.

    STM32F415 и STM32F417: представляют собой те же STM32F405 и STM32F407, отличающиеся лишь наличием крипто/хэш процессором с поддержкой шифрования по алгоритму Triple DES и AES с ключом длиной 128, 192 и 256 бит, а также вычисление хэш-функций MD5 и SHA-1.

    Все вышеперечисленные модели находятся уже в стадии производства, и стоимость будет составлять от $5.74 за STM32F407VET6 с 512 Кб Flash и 192 Кб ОЗУ в корпусе LQFP100 при заказе более 1000 штук.

    Перевод: Mikhail R по заказу РадиоЛоцман

    STMicroelectronics

    STMicroelectronics — это крупнейшая европейская компания, занимающаяся разработкой и изготовлением полупроводниковых электронных и микроэлектронных компонентов. STMicroelectronics занимает лидирующие позиции на рынке решений для телевизионных приставок, автомобильных микросхем, памяти EEPROM и новом быстрорастущем рынке микро-электромеханических систем (MEMS).

    Отладочные платы STMicroelectronics всегда в наличии на складе в Санкт-Петербурге

    Активные компоненты

    • Аналоговые и аналого-цифровые интегральные схемы
      • АЦП/ЦАП STMicroelectronics
      • АЦП STMicroelectronics RHF1201 12 бит, 50 МГц, 300 крад
      • АЦП STMicroelectronics RHF1401 14 бит, 20 МГц, 300 крад
      • Интерфейсы STMicroelectronics
      • Усилители мощности STMicroelectronics
      • Источники опорного напряжения STMicroelectronics
      • Ключи и мультиплексоры STMicroelectronics
      • Операционные усилители STMicroelectronics
      • Компараторы STMicroelectronics
    • Датчики и сенсоры (MEMS & Sensors)
      • Магнетометры STMicroelectronics
      • Датчик влажности и температуры STMicroelectronics
      • Датчики давления STMicroelectronics
      • Гироскопы STMicroelectronics
      • МЭМС-микрофоны STMicroelectronics
      • Акселерометры STMicroelectronics
    • Микроконтроллеры, процессоры и микросхемы памяти
      • STM32L422xx и STM32L412xx
      • Микроконтроллеры STMicroelectronics
      • NVRAM STMicroelectronics
      • EEPROM STMicroelectronics
      • NFC/RFID STMicroelectronics
      • STM32
      • STM32 H7 серия
      • STM32 F7 серия
      • STM32 F4 серия
      • STM32 L4 серия
      • STM32 F0 серия
      • STM32 L0 серия
      • Аппаратные средства разработки STMicroelectronics
      • Программные средства разработки STMicroelectronics
      • Линейка микроконтроллеров STM8S от STMicroelectronics
      • Линейка микроконтроллеров STM32 F4 от STMicroelectronics
    • Микросхемы управления питанием (Power Management)
      • AC/DC преобразователи STMicroelectronics
      • DC-DC преобразователи STMicroelectronics
    • Радиационностойкие компоненты
      • Радиационностойкие компоненты от STMicroelectronics без лицензии
    • Радиационо-стойкие компонеты (Aerospace & RadHard)
      • Источники опорного напряжения STMicroelectronics
      • ШИМ-контроллеры STMicroelectronics
      • Регуляторы напряжения STMicroelectronics
      • Транзисторы STMicroelectronics
      • Диоды STMicroelectronics
    • Силовые дискретные компоненты и модули
      • Тиристоры и тиристорные модули STMicroelectronics
      • Тиристоры и тиристорные модули STMicroelectronics
      • IGBT модули STMicroelectronics
      • Диоды (Шоттки, полевые, SiC, сверхбыстрые) STMicroelectronics
      • Транзисторы (IGBT, MOSFET, SiC, биполярные) STMicroelectronics
      • IGBT транзисторы STMicroelectronics
      • Низковольтные MOSFET-транзисторы STMicroelectronics
      • Высоковольтные MOSFET-транзисторы STMicroelectronics
      • Диоды STMicroelectronics

    Высоконадежные компоненты

    • Интерфейсы
      • Интерфейсы STMicroelectronics
    • Операционные усилители
      • Операционные усилители STMicroelectronics
    • Память
      • Память STMicroelectronics
    • Фильтры EMI/RFI
      • ESD-защита STMicroelectronics

    Интернет вещей (IoT)

    • BLUETOOTH модули
      • BLUETOOTH модули STMicroelectronics
      • Беспроводной чип BlueNRG с низким энергопотреблением от STMicroelectronics
    • RF модули
      • Радиомодули STMicroelectronics SP1ML-868 и SP1ML-915 на базе чипсета SPIRIT1
    • Датчики
      • Датчики STMicroelectronics
    • Набор комплектующих для автомобильного треккера
      • Набор комплектующих для автомобильного треккера
    • Приемопередатчики
      • Приемопередатчики STMicroelectronics
      • Радиомодули STMicroelectronics SP1ML-868 и SP1ML-915 на базе чипсета SPIRIT1
      • Приемопередатчик SPIRIT1QTR от компании STMicroelectronics для работы в субгигагерцовом диапазоне
    • Решения для LoRa
      • Решения для LoRa STMicroelectronics

    Силовая электроника и источники питания

    • Силовые дискретные компоненты и модули
      • Тиристоры и тиристорные модули STMicroelectronics
      • Тиристоры и тиристорные модули STMicroelectronics
      • IGBT модули STMicroelectronics
      • Диоды (Шоттки, полевые, SiC, сверхбыстрые) STMicroelectronics
      • Транзисторы (IGBT, MOSFET, SiC, биполярные) STMicroelectronics
      • IGBT транзисторы STMicroelectronics
      • Низковольтные MOSFET-транзисторы STMicroelectronics
      • Высоковольтные MOSFET-транзисторы STMicroelectronics
      • Диоды STMicroelectronics

    Брошюры STMicroelectronics:

    Презентации STMicroelectronics:

    STM32MP1. Ключевые характеристики новой линейки микропроцессоров компании ST microelectronics

    В начале этого года компания ST microelectronics анонсировала новую линейку микропроцессоров (MPU) STM32MP1. Разработанная на базе микроконтроллеров STM32, новая линейка многоядерных микропроцессоров общего назначения ориентирована на высокопроизводительные решения для самого широкого спектра приложений.

    Линейка STM32MP1 предлагает гибкую архитектуру для решения самого широкого спектра задач, включая бытовую технику и электронику, медицинские приборы и промышленные системы.
    Специалисты ST не рекомендуют применять STM32MP1 в автомобильных устройствах, поскольку для таких приложений у компании разработана отдельная группа микроконтроллеров, ориентированная на работу в автомобильных приложениях и имеющая соответсвующую сертификацию.
    Для разработчиков, ориентированных на долговременные производство, представляет особый интерес продолжительный срок жизненного цикла (Longevity Commitment) в 10 лет, заявленный для STM32MP1. ST гарантирует, что все компоненты новой линейки будут оставаться доступными на протяжении всего заявленного жизненного цикла.

    Гибкая архитектура с богатым набором функций

    Серия STM32MP1 основана на архитектуре одноядерных/двухядерных процессоров Cortex®-A7 и Cortex®-M4. Ядро Cortex-A7 обеспечивает доступ к операционным системам с открытым исходным кодом (Linux / Android) и позволяет реализовывать высокопроизводительную обработку, а ядро Cortex-M4 использует среду поддержки STM32 MCU и предназначено для обработки задач, выполняемых в режиме реального времени и задач с низким энергопотреблением.

    В STM32MP1 ядра Cortex-A7 работают на частоте 650 МГц и сопровождаются 32-Кбайтным кешем инструкций L1, 32-Кбайтным кешем первого уровня и 256-Кбайтным кешем второго уровня. Также A7 поставляются с расширениями устройства Arm Neon SIMD, предназначенных для ускорения работы мультимедиа и алгоритмов обработки сигналов. Для поддержания обработки в режиме реального времени с низким энергопотреблением ядро Cortex-M4 работает на частоте 209 МГц с модулем обработки чисел с плавающей точкой (FPU), полным набором DSP команд и с модулем защиты памяти (MPU), предназначенным для повышения безопасности использования устройства.
    Линейка STM32MP1 имеет встроенный дополнительный 3D графический процессор GPU совместимый с OpenGL для расширенной разработки HMI, работающей на частоте 533 МГц. GPU поддерживает интерфейсы DDR и LPDDR с тактовой частотой 533 МГц, 256 КБ системной оперативной памяти, а также 384 КБ ОЗУ MCU и 64 КБ оперативной памяти, что облегчает Cortex-M4 обработку в режиме реального времени и работу в режиме пониженного энергопотребления.
    Для проведения безопасных операций, STM32MP1 предлагает надежный набор инструментов безопасности, включая технологию Arm TrustZone, которая обеспечивает изоляцию аппаратного обеспечения для повышения надежности функционирования ПО в целом, в масштабе всей системы. Кромее того, STM32MP1 поддерживает аппаратную криптографическую опцию, имеет защищенные ОЗУ и ПЗУ, а также защиту от несанкционированного доступа и защищенные часы реального времени. Линейка предлагает 16- и 32-разрядные элементы управления и таймеры, а для аналоговых входов — два полных 16-разрядных АЦП с поддержкой до 22 каналов обработки.
    В дополнение ко всему, STM32MP1 предлагает до 20 коммуникационных интерфейсов, поддерживающих широкую номерклатуру камер, дисплеев, сети Ethernet, порты USB, HDMI и UART. Для большей функциональной гибкости, обслуживание работы большинства периферийных устройств может быть распределена между Cortex-A7 или Cortex-M4.

    Читайте также  Как рассчитать потребляемую мощность в трехфазной сети?

    Управление электропитанием и производительность

    В дополнение к встроенным процессорам, STM32MP1 содержит встроенный драйвер STPMIC1 (ИС управления электропитанием), позволяющий упростить проектирование рабочих и энергосберегающих режимов и реализовать более действенную оптимизацию энергопотребления. Работая на полной мощности и на частоте 650 МГц, dual Cortex-A7 генерирует 2470 DMIPS для реализации графической и коммуникационной обработки. В свою очередь, Cortex-M4 на частоте 209 МГц генерирует 260 DMIPS для управления двигателем, сбором данных датчиков и маломощными операциями. Несмотря на то, что оба ядра способны одновременно работать на полной скорости, даже в этом случае STM32MP1 по-прежнему обеспечивает предельно высокую энергоэффективность, потребляя всего 353 мВт.
    При этом, для обеспечения лучшей динамической эффективности энергопотребления, ядра Cortex-A7 и Cortex-M4 могут работать независимо друг от друга, на меньших скоростях или даже останавливаться для каждой обработки в режиме реального времени. Как современная система-на-кристалле (SoC), STM32MP1 предлагает несколько режимов с низким энергопотреблением, включая:

    • Режим управления двигателем и считывания: Cortex-A7 выключен, а Cortex-M4 работает, обеспечивая сбор данных с датчиков и корректное функционирование режимов с низким энергопотреблением, потребляя при этом 92 мВт.
    • Режим ожидания, когда оба ядра выключены, но ОЗУ находится в режиме самообновления, потребляя 36 мкВт.
    • Режим VBAT,который относится к режимам реального времени, обеспечивая потребление до 4,5 мкВт, при сохранении безопасности системы благодаря поддержанию функции обнаружения несанкционированного доступа.

    Любой из контроллеров линейки STM32MP1 может перейти из режима ожидания в режим работы обоих ядер примерно за секунду.

    Программное обеспечение, инструменты и доступность

    Что касается программного обеспечения, Cortex-A7 работает на дистрибутиве OpenSTLinux и полностью распределенном Linux-дистрибутиве для ядер Cortex-A7, полностью совместимом со стандартами открытого исходного кода. Cortex-M4 поддерживается экосистемой STM32, включающей STM32Cube, комплексное программное решение, объединяющее встроенные программные библиотеки, в том числе драйвер периферийного устройства уровня аппаратной абстракции и другие компоненты; и STM32CubeMX, его графический интерфейс для настройки встроенного программного обеспечения.

    ST microelectronics выпустила несколько отладочных и демонстрационных наборов, предназначенных для быстрого освоения платформы STM32MP1 и сокращения времени разработки. Помимо этого, линейка STM32MP1 поддерживается достаточно широкой инфраструктурой партнеров ST, которая помогает в разработке графических пользовательских интерфейсов, приложений безопасности и обучения, а также прикладных сервисов.

    Сегодня серия STM32MP1 доступна в трёх различных масштабируемых исполнениях:

    • STM32MP157: два ядра Cortex-A7 с частотой 650 МГц, ядро Cortex-M4 с частотой 209 МГц, 3D-графический процессор, интерфейс дисплея DSI и CAN FD
    • STM32MP153: два ядра Cortex-A7 с частотой 650 МГц, ядро Cortex-M4 с частотой 209 МГц и CAN FD
    • STM32MP151: одно ядро Cortex-A7 с частотой 650 МГц, ядро Cortex-M4 с частотой 209 МГц

    ООО «ГАММА ИНЖИНИРИНГ» – официальный дистрибьютор ST microelectronics

    STM32 – микроконтроллер для начинающих после Arduino

    Микроконтроллер STM32 – популярная и очень востребованная платформа, позволяющая создавать профессиональные решения для автоматизации в самых различных областях. В отличие от доступного Arduino, STM32 требует более глубокого погружения в детали, она сложнее для начинающих, для нее меньше учебников на русском. В этой статье мы постараемся дать базовую информацию о платформе, ее истории, подскажем, где можно скачать программы и библиотеки, как написать первый скетч.

    Что такое STM32

    STM32 – это платформа, в основе которой лежат микроконтроллеры STMicroelectronics на базе ARM процессора, различные модули и периферия, а также программные решения (IDE) для работы с железом. Решения на базе stm активно используются благодаря производительности микроконтроллера, его удачной архитектуре, малом энергопотреблении, небольшой цене. В настоящее время STM32 состоит уже из нескольких линеек для самых разных предназначений.

    История появления

    Серия STM32 была выпущена в 2010 году. До этого компанией STMicroelectronics уже выпускались 4 семейства микроконтроллеров на базе ARM, но они были хуже по своим характеристикам. Контроллеры STM32 получились оптимальными по свойствам и цене. Изначально они выпускались в 14 вариантах, которые были разделены на 2 группы – с тактовой частотой до 2 МГц и с частотой до 36 МГц. Программное обеспечение у обеих групп одинаковое, как и расположение контактов. Первые изделия выпускались со встроенной флеш-памятью 128 кбайт и ОЗУ 20 кбайт. Сейчас линейка существенно расширилась, появились новые представители с повышенными значениями ОЗУ и Flash памяти.

    Достоинства и недостатки STM32

    • Низкая стоимость;
    • Удобство использования;
    • Большой выбор сред разработки;
    • Чипы взаимозаменяемы – если не хватает ресурсов одного микроконтроллера, его можно заменить на более мощной, не меняя самой схемы и платы;
    • Высокая производительность;
    • Удобная отладка микроконтроллера.
    • Высокий порог вхождения;
    • На данный момент не так много литературы по STM32;
    • Большинство созданных библиотек уже устарели, проще создавать свои собственные.

    Минусы STM32 не дают пока микроконтроллеру стать заменой Ардуино.

    Сравнение STM32 с Arduino

    По техническим характеристикам Ардуино проигрывает STM32. Тактовая частота микроконтроллеров Ардуино ниже – 16 МГц против 72 МГц STM32. Количество выводов GRIO у STM32 больше. Объем памяти у STM32 также выше. Нельзя не отметить pin-to-pin совместимость STM32 – для замены одного изделия на другое не нужно менять плату. Но полностью заменить ардуино конкуренты не могут. В первую очередь это связано с высоким порогом вхождения – для работы с STM32 нужно иметь базис. Платы Ардуино более распространены, и, если у пользователя возникает проблема, найти решение можно на форумах. Также для Ардуино созданы различные шилды и модули, расширяющие функционал. Несмотря на преимущества, по соотношению цена/качество выигрывает STM32.

    Семейство микроконтроллеров STM32 отличается от своих конкурентов отличным поведением при температурах от -40С до +80 С. Высокая производительность не уменьшается, в отличие от Ардуино. Также можно найти изделия, работающие при температурах до 105С.

    Обзор продуктовых линеек

    Семейство STM32 имеет широкий ассортимент изделий, различающихся по объему памяти, производительности, потреблению энергии и другим характеристикам.

    Серии STM32F-1, STM32F-2 и STM32L полностью совместимы. Каждая из серий имеет десятки микросхем, которые можно без труда поменять на другие изделия. STM32F-1 была первой линейкой, ее производительность была ограничена. Из-за этого по характеристикам контроллеры быстро догнали изделия семейства Stellaris и LPC17. Позднее была выпущена STM32F-2 с улучшенными характеристиками – тактовая частота достигала 120 МГц. Отличается высокой процессорной мощностью, которая достигнута благодаря новой технологии производства 90 нм. Линейка STM32L представлена моделями, которые изготовлены по специальному технологическому процессу. Утечки транзисторов минимальны, благодаря чему приборы показывают лучшие значения.

    Важно отметить, что контроллеры линейки STM32W не имеют pin-to-pin совместимости с STM32F-1, STM32F-2 и STM32L. Причина заключается в том, что линейку разрабатывала компания, которая предоставила радиочастотную часть. Это наложило ограничения на разработку для компании ST.

    STM32F100R4

    Микросхема STM32F100R4 имеет минимальный набор функций. Объем флэш памяти составляет 16 Кбайт, ОЗУ – 4 Кбайт, тактовая частота составляет 12 МГц. Если требуется более быстрое устройство с увеличенным объемом флэш-памяти до 128 Кбайт, подойдет STM32F101RB. USB интерфейс имеется у изделия STM32F103RE. Существует аналогичное устройство, но с более низким потреблением – это STM32L151RB.

    Читайте также  Светодиод стал светить тускло

    Программное обеспечение для работы с контроллером

    Для ARM архитектуры разработано множество сред разработки. К самым известным и дорогостоящим относятся инструменты фирм Keil и IAR System. Программы этих компаний предлагают самые продвинутые инструментарии для оптимизации кода. Также дополнительно существуют различные системы – USB стеки, TCP/IP-стеки и прочие. Применяя системы Keil, пользователь получает хороший уровень технической поддержки.

    Также для STM32 используется среда разработки Eclipse и построенные на ней системы Atollic TrueStudio (платная) и CooCox IDE (CoIDE) (бесплатная). Обычно используется последняя. Ее преимущества перед другими средами разработки:

    • Свободно распространяемое программное обеспечение;
    • Удобство использования;
    • Имеется много примеров, которые можно загрузить.

    Единственный недостаток среды разработки CooCox IDE – сборка есть только под Windows.

    STM32 Discovery

    Начать изучение микроконтроллера STM32 лучше с платы Discovery. Это связано с тем, что на этой плате есть встроенный программатор. Его можно подключить к компьютеру через USB кабель и использовать как в качестве программируемого микроконтроллера, так и для внешних устройств. Плата Discovery имеет полную разводку пинов с контроллера на пины платы. На плату можно подключать различные сенсоры, микрофоны и другие периферийные устройства.

    Что потребуется для подключения STM32 к компьютеру

    Чтобы начать работу, потребуются следующие компоненты:

    • Сама плата STM32 Discovery;
    • Datasheet на выбранную модель;
    • Reference manual на микроконтроллер;
    • Установленная на компьютер среда разработки.

    В качестве примера первая программа будет рассмотрена в среде CooCox IDE.

    Первая программа

    Обучение следует начинать с простейшего – с Hello World. Для начала нужно установить CooCox IDE на компьютер. Установка стандартная:

    • Скачивается программа с официального сайта;
    • Там нужно ввести адрес своей электронной почты и начать загрузку файла с расширением .exe;
    • Нужно открыть CooCox IDE вкладку Project, Select Toolchain Path;
    • Указать путь к файлу;
    • Снова открыть среду разработки и нажать View -> Configuration на вкладку Debugger;
    • Теперь можно записывать программу.

    Когда программа установлена, ее нужно открыть. Следует перейти во вкладку Browse in Repository и выбрать ST – свой микроконтроллер.

    Далее на экране появится список библиотек, которые можно подключить. Для первой программы потребуются системные CMSIS core и CMSIS Boot, библиотека для работы с системой тактирования RCC, GPIO для работами с пинами.

    Сама программа пишется как и для Ардуино, нужно знать основы языка Си.

    В окошке Project следует открыть main.c. В коде в самом начале следует подключить библиотеки кроме CMSIS (они уже автоматически подключены). Добавляются они следующим образом:

    Затем добавляется тактирование порта в главной функции main. Какой контакт за что ответственен, можно просмотреть в даташите к микроконтроллеру.

    Для настройки параметров выводов следует прописать ее название и поставить точку. Во всплывающем меню будут указаны все характеристики. Их можно исправлять.

    После этого нужно сделать зацикливание в while, чтобы светодиод мигал, пока не отключится питание.

    Когда программа написана, ее можно загружать в контроллер. Если есть отладочная плата, ее нужно подключить через USB кабель и нажать Download Code To Flash. Если плата отсутствует, потребуется переходник, который нужно подключить к порту компьютера. Контакт BOOT 0 подключается к плюсу питания контроллера, а затем включается само питание МК. После этого начнется прошивка.

    Чтобы загрузить программу в микроконтроллер, нужно следовать указаниям от приложения. Сначала прописывается код порта, к которому подключен микроконтроллер. Также указывается скорость. Советуется брать небольшое значение, чтобы не было сбоев. Программа найдет микроконтроллер, и нужно будет нажать кнопку «далее». Во вкладке Download to device нужно в поле Download from file выбрать написанную программу и нажать «далее».

    После этого нужно отключить питание контроллера STM32, закрыть Flash Loader Demonstrator, выключить переходник. Теперь можно снова включить микроконтроллер в обычном режиме. Когда программа будет загружена, светодиод начнет мигать.

    Работа в других программах проходит подобным образом. Также выбираются нужные библиотеки, и прописывается код. У платных утилит функционал больше, и можно создавать более сложные проекты.

    Товары производитель ST Microelectronics

    STPS10150CG-TR, Диод Шоттки SMD (2*5A 150В D2PAK)

    STPS5L60, Диод Шоттки (5A 60В DO-201AD)

    L78M12CV, Микросхема линейный стабилизатор напряжения (12В 0, 5A TO-220)

    STD3NK50Z-1, Транзистор полевой SMD (N-канал 500В 2, 3А IPAK)

    STW9NK90Z, Транзистор полевой (N-канал 900В 8А TO247)

    L5972D013TR, Микросхема регулятор напряжения импульсный (SO-8)

    TDA7285, Микросхема предусилитель

    UA741CD, Операционный усилитель, 18 В

    SMAJ5.0A-TR, Диод защитный SMD (174A 5В DO-214AC)

    VN5T016AH-E, IC DVR HIGH-SIDE 1CH TO252-6

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7

    Всего товаров: 3285

    О бренде ST Microelectronics

    «STMicroelectronics» образовалась в 1987 через объединение итальянской компании SGS Microelettronica и французской Thomson Semiconducteurs.

    Вновь образованная компания SGS-Thomson просуществовала с таким названием 12 лет. В 1998 году появился бренд ST Microelectronics. Штаб-квартира организации находиться в городе Женеве, Швейцария.

    Основное направление компании производство полупроводниковой электроники и интегральных микросхем. «STMicroelectronics» — это 11 производственных площадок по всему миру, более 80 офисов продаж в 35 странах.

    Направления производства «STMicroelectronics»

    Компания активно развивает такие направления как:

    • FD-SOI (Полностью обедненный кремний на изоляторе) — позволяет существенно уменьшить размеры и более эффективно управлять транзистором.
    • RF-SOI (РФ кремний на изоляторе) позволяет развивать высокоскоростные радиочастотные стандарты, включая 4G и Wi-Fi (IEEE 802.11ac).
    • КМОП (Комплементарная структура металл-оксид-полупроводник)
    • BCD (Биполярный КМОП-ДМОП) улучшает надежность, уменьшает электромагнитные помехи и площадь компонентов.
    • MEMS технология и датчики. Охватывает работу устройств с низким энергопотреблением, и компонентов позиционирования.
    • SIC (Карбид кремния) дает преимущества по теплопроводности, энергопотреблению, потери мощности и быстроте, по сравнению с кремнием.

    Используя эти и другие технологии «STMicroelectronics» добивается высокой эффективности своих производств. Что позволяет компании занимать ведущее место в мире по производству полупроводников.

    Микроконтроллеры «STMicroelectronics»

    Отдельной строкой в производственном процессе ST Microelectronics стоит выпуск известных во всем мире микроконтроллеров серии ST различной архитектуры, и модулей памяти. Компания занимается разработкой и конструированием макетных плат, программаторов, электронных модулей, микроконтроллерных плат. Специализированные интегральные микросхемы ST Microelectronics обеспечивают работу интерфейсов: CAN, USB, RS232, Ethernet, PLC и т. д.

    Ассортимент продукции «STMicroelectronics»

    В ассортименте компании так же присутствую микросхемы ЦАП, операционные усилители, УМЗЧ, компараторы, логические ИС, генераторы частоты, преобразователи AC-DC, DC-DC. Большую долю выпускаемой продукции занимают биполярные транзисторы, IGBT транзисторы и силовые модули, MOSFET, выпрямительные и защитные диоды, стабилитроны, тиристоры.

    Заводы компании выпускают более трех тысяч наименований продукции. За все время существования компания «STMicroelectronics» накопила солидный опыт организации производства и конструкторских решений. Применяя инновационные технологии, компания выпускает электронные компоненты высшего качества, что позволяет удовлетворять потребности самого требовательного клиента.