2019年08月30日 | STM32开发 -- STM32初识

一、STM32 32 位 MCU 系列概述

参看：STM32 微控制器

参看：维基百科 – STM32

STM32 系列 32 位闪存微控制器基于 ARM® Cortex® M 处理器。 它提供的 32 位产品系列，具有超高性能、实时功能、数字信号处理、低功耗和低电压工作等特性，同时还拥有全集成和易开发的优势。

STM32 器件基于行业标准的 ARM® Cortex®-M0、M0+、M3、M4 和 M7 内核，配备种类繁多的工具和软件可供选择，使得该系列产品成为适合独特项目乃至完整平台决策的卓越之选。STM32 各系列之间可轻松移植，从而缩短上市时间。

我现在主要接触到三款，一个是STM32F103、STM32F105、STM32F429.

那就看看下面这两类：

1、STM32F1 系列主流 MCU

STMicroelectronics （意法半导体）的 STM32F1 系列主流 MCU，可满足工业、医疗和消费电子市场的各种应用需求。 凭借这一系列，ST 在 ARM® Cortex™-M 微控制器领域占据领先地位，并树立了嵌入式应用历史的里程碑。

工作频率最高达 72 MHz

1 MB 闪存

以太网 MAC、CAN 和 USB 2.0 OTG 通信接口

61 DMIPS / 177 CoreMark

该器件采用 LQFP64、LQFP100、LQFP144 和 WLCSP64 封装。

2、具有 DSP 和 FPU 指令的 STM32F4 系列高性能 MCU

基于 ARM® Cortex®-M4 的 STM32F4 系列 MCU 采用 STMicroelectronics 的 NVM 技术和 ST 的 ART Accelerator™，在高达 180 MHz 的工作频率下，从闪存执行高达 225 DMIPS / 608 CoreMark 的测试，结果达到业界所有 Cortex-M 型微控制器的最高基准分数。

STM32F4 系列包含 7 个系列的数字信号控制器 (DSC)，完美结合了 MCU 的实时控制功能和 DSP 的信号处理性能：

STM32F401 – 84 MHz CPU/105 DMIPS，最小的高性价比解决方案，具有出色的功率效率（动态效率系列）

STM32F411 – 100 MHz CPU/125 DMIPS，具有出色的功率效率以及大 SRAM 和新智能 DMA，可优化数据批处理的功耗（带批量采集模式的动态效率系列）

STM32F446 – 180 MHz/225 DMIPS，高达 512 KB 闪存，并配备双 Quad SPI 和 SDRAM 接口

STM32F405/415 – 168 MHz CPU/210 DMIPS，高达 1 MB 闪存，配备高级连接功能和加密功能

STM32F407/417 – 168 MHz CPU/210 DMIPS，高达 1 MB 闪存，增加以太网 MAC 和相机接口

STM32F427/437 – 180 MHz CPU/225 DMIPS，高达 2 MB 双组闪存，配备 SDRAM 接口、Chrom-ART Accelerator™、串行音频接口，性能更高，静态功耗更低

STM32F429/439 – 180 MHz CPU/225 DMIPS，高达 2 MB 双组闪存，配备 SDRAM 接口、Chrom-ART Accelerator™ 和 LCD-TFT 控制器

STM32F469/479 – 180 MHz CPU/225 DMIPS，高达 2 MB 双组闪存，配备 SDRAM 和 QSPI 接口、Chrom-ART Accelerator™、LCD-TFT 控制器和 MPI-DSI 接口

记不住这些，器件选型怎么办？

参看：ARM微控制器 - MCU，器件选型

二、Cortex内核

讲Cortex内核不得不提下ARM架构.

1、ARM架构

参看：维基百科 – ARM架构

可以看到Cortex-M系列属于ARMv7架构的。

ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：

“A”系列：面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用

“R”系列：针对实时系统；

“M”系列：对微控制器。

参看：维基百科 – ARM架构英文

STM32F1 属于Cortex-M系列中的Cortex-M3内核，采用ARMv7-M架构。

STM32F4 属于Cortex-M系列中的Cortex-M4内核，采用ARMV7E-M架构。

Cortex-A5/A8采用ARMv7-A架构。

传统的ARM7系列（ARM7TDMI、ARM7TDMI-S）采用的是ARMv4T架构。

2、Cortex-M家族

参看：维基百科 – Cortex-M

3、Cortex-M3

Cortex-M3内核的主要特性如下：

ARMv7-M架构

3级流水线与分支推测。

指令集：

Thumb-1（整个）。

Thumb-2（整个）。

32位硬件整数乘以32位或64位结果，有符号或无符号，乘法后加或减。32位乘法是1个周期，但是64位乘法和MAC指令需要额外的周期。

32位硬件整数除法（2-12个周期）。

饱和算术支持。

1到240个中断，加上NMI。

12个周期中断延迟。

集成的睡眠模式。

硅选项：

可选内存保护单元（MPU）：0或8个区域。

4、Cortex-M4

从概念上讲，Cortex-M4是Cortex-M3 plus DSP指令和可选的浮点单元（FPU）。如果内核包含FPU，则它被称为Cortex-M4F，否则它是Cortex-M4。

Cortex-M4核心的主要特点是：

ARMv7E-M架构

3级流水线与分支推测。

指令集：

Thumb-1（整个）。

Thumb-2（整个）。

32位硬件整数乘以32位或64位结果，有符号或无符号，乘法后加或减。32位乘法和MAC是1个周期。

32位硬件整数除法（2-12个周期）。

饱和算术支持。

DSP扩展：单周期16/32位MAC，单周期双16位MAC，8/16位SIMD算法。

1到240个中断，加上NMI。

12个周期中断延迟。

集成的睡眠模式。

硅选项：

可选浮点单元（FPU）：仅符合IEEE-754标准的单精度。它被称为FPv4-SP扩展。

可选内存保护单元（MPU）：0或8个区域。

三、STM32概述

1、Cortex-M3芯片的基本结构

2、Cortex-M家族

3、STM32系列产品命名规则

四、举个栗子

我使用的MCU为 STM32F105RCT6/GD32F105RCT6，根据上面的命名规则可知，Flash 256K，封装 LQFP-64，最大时钟频率 72MHZ，数据RAM大小 64K。

参看：STM32F105RCT6 规格

通信接口 3xSPI;2xI2S;2xI2C;3xUSART;2xUART; USB OTG FS;2xCAN

外扩 SPI FLASH： W25Q32FVSSIG/GD25Q32BSI， 32Mb(4M字节)