32 біта за півдолара

  1. стратегія STMicroelectronics в області мікроконтролерів
  2. Коротка характеристика ядра Cortex-M0
  3. Архітектура мікроконтролерів STM32F0
  4. Огляд лінійок контролерів сімейства STM32F0
  5. Лінійка бюджетних мікроконтролерів STM32F030x
  6. Області застосування контролерів STM32F0
  7. Засоби розробки і налагодження для сімейства STM32F0
  8. Висновок
  9. література
  10. Про компанію ST Microelectronics

Протягом тривалого часу 8/16-бітові та 32-бітові контролери істотно відрізнялися за характеристиками. 8/16-бітові контролери були прості в освоєнні і застосуванні, мали меншу ціну і мале енергоспоживання. в той час як 32-бітові контролери мали більш високою продуктивністю. В результаті цього навіть додатки можна було розділити на 8/16-бітові та 32-бітові.

З тих пір багато чого змінилося. Флагман ринку ST Microelectronics постійно розширює номенклатуру мікроконтролерів і пропонує відмовлятися від поділу додатків на 8/16-бітові та 32-бітові. Це стало можливим завдяки новим лінійок 32-бітних контролерів, які можуть застосовуватися в тих областях, де зовсім недавно панували 8-бітові вироби. Одним з сімейств, покликаних потіснити 8-бітові системи, є STM32F0 з ядром ARM CortexTM-M0.

стратегія STMicroelectronics
в області мікроконтролерів

Компанія STMicroelectronics виробила стратегію розвитку мікроконтролерів, яка має низку особливостей.

  • Стратегія включає як 8-бітові, так і 32-бітові сімейства контролерів.
  • Постійно з'являються нові сімейства і лінійки, розширюється номенклатура з метою надати розробникам можливість вибору найбільш підходящого мікроконтролера.
  • З'являються нові бюджетні лінійки 32-бітних контролерів, розроблених для додатків, які раніше були характерні для 8-бітних систем.
  • Незважаючи на доступність 32-бітних рішень, 8-бітові контролери залишаються незамінними в ряді областей.
  • Загальна тенденція на зниження ціни контролерів незалежно від розрядності.

В результаті області застосування контролерів частково перекриваються, але не накладаються один на одного повністю (малюнок 1).

Мал. 1. Співвідношення областей застосування контролерів

В рамках даної стратегії нове сімейство STM32F0 з ядром Cortex-M0 покликане замінити 8-бітові контролери в ряді областей. Як було сказано вище, основними обмежуючими факторами застосування 32-бітних систем були складність освоєння і застосування, висока ціна і споживання. В даному сімействі інженери STMicroelectronics постаралися усунути ці недоліки, зберігши основні переваги - продуктивність і багатство периферії. Коротко перерахуємо основні переваги сімейства STM32F0.

Продуктивність. Процесори STM32F0 побудовані на базі ядра ARM Cortex-M0 і, реалізуючи весь його потенціал, мають недоступною для 8-бітних систем продуктивністю.

Простота застосування. Контролери мають інтегровані високоточні RC-генератори, схему скидання, інтегрований DC / DC-перетворювач, інтегровану пам'ять. Це дозволяє будувати системи з мінімальною кількістю зовнішніх елементів, .що раніше було характерно для 8-бітних систем.

Ще одним важливим фактором є поява контролерів в корпусах TSSOP20. Це робить можливим застосування більш грубих топологічних норм при виробництві друкованих плат, що значно знижує підсумкову вартість пристроїв.

Простота освоєння. Освоїти роботу з даними сімейством досить просто як для інженерів, які мають досвід роботи тільки з 8-бітними системами, так і для тих, хто звик до 32-бітних архітектур. Справа в тому, що для всіх родин контролерів STMicroelectronics поставляються безкоштовні стандартні бібліотеки периферії.

Крім того, наявність дешевих стартових комплектів дозволяє максимально швидко почати роботу з даними сімейством.

Додатковим плюсом для розробників 32-бітових систем є те, що при переході від старших сімейств не доведеться міняти середовище розробки, так як всі основні середовища розробки програмного забезпечення і компілятори підтримують Cortex-M0.

Ціна. Видання, що вийшло недавно сімейство бюджетних мікроконтролерів STM8S00x мало ціну 0,3 $ за кристал, що здавалося недоступним для конкурентів і тим більше для 32-бітних контролерів. Однак бюджетна лінійка STM32F030x пропонує ціну 0,5 $ за кристал. В результаті розрядність контролера не впливає на ціну.

Споживання. Споживання контролерів пропорційно робочій частоті і кількості транзисторів на кристалі, тому очевидно, що 8-бітові контролери за цим параметром залишаються попереду. Однак споживання постійно зменшується, наприклад для STM32F03x в активному режимі на 48МГц воно не перевищує 24травень навіть при Тактирование всій периферії.

Підводячи короткий підсумок, варто зазначити, що 8-бітові контролери зберігають свої позиції при побудові ряду пристроїв: пристроїв з наднизьким споживанням, з вимогою широкого діапазону харчування контролера (1,65 ... 5В), пристроїв, призначених для роботи в автомобільній електроніці ( STM8AF , STM8AL ), Пристроїв, призначених для роботи в жорстких умовах навколишнього середовища (наприклад, STM8AF дозволяють працювати при температурах до 150 ° С).

Незважаючи на це, область застосування 8-бітних систем скорочується завдяки появі сімейства STM32F0, яке поєднує в собі простоту і низьку ціну 8-бітних і продуктивність 32-бітних контролерів. Розгляд особливостей процесорного ядра, архітектури, периферії і засобів розробки дозволять більш повно оцінити їх унікальні властивості.

Коротка характеристика ядра Cortex-M0

Процесори сімейства STM32F0 є RISC-процесорами з ядром ARM CortexTM-M0 (малюнок 2), шиною AHB-Lite (Advanced High-performance Bus), контролером переривань NVIC (Nested Vectored Interrupt Controller), і блоком налагодження (DEBUG).

Мал. 2. Архітектура ARM Cortex-M0

Процесорний ядро ​​(версія ARMv6-M) характеризується рядом особливостей:

  • набір команд THUMB;
  • 3-рівневий конвеєр команд;
  • 24-бітний системний таймер (SysTick timer);
  • апаратний помножувач 32 × 32;
  • детерміноване час реакції на переривання;
  • можливість входу в сплячий режим за допомогою команди WFI (Wait For Interrupt);
  • спрощення архітектури поряд з деяким зниженням продуктивності: на відміну від ядра Cortex-M3, що має гарвардську архітектуру (доступ до пам'яті програм і даних розділений за допомогою шин Data Bus, Instruction Bus), ядро ​​Cortex-M0 побудовано за архітектурою фон Неймана і має тільки одну интерфейсную шину (System Bus) (таблица1).

Таблиця 1. Порівняння Cortex-архітектур

характеристикаПроцесори Cortex-M0 Cortex-M3 Cortex-M4 Версія архітектури

V6M v7M v7ME Набір команд Thumb, Thumb-2 System Instruction Thumb, Thumb-2 Thumb, Thumb-2, DSP, SIMD, FP Продуктивність (DMIPS / МГц) 0,9 1,25 1,25 Число інтерфейсних шин 1 3 3 Контролер переривань Є Є Є Число переривань до 32 до 240 до 240 Пріоритети переривань 4 8 ... 256 8 ... 256 Блок захисту пам'яті - Є Є Апаратне множення Є Є Є Апаратне розподіл Немає Є Є Підтримка контролера пробудження в ядрі (WIC) Є (опц .) Є Є Bit banding Немає Є Є Апаратна реалізація операцій множення з накопиченням Ні Ні Є Апаратна реалізація операцій з плавающ ю точкою Ні Ні Є Протокол шини AHB-Lite AHB-Lite AHB-Lite Підтримка CMSIS Є Є Є

Особливості контролера переривань:

  • до 32 векторів переривань;
  • наявність немаскованих переривань NMI (Non-Maskable Interrupt);
  • фіксація переривань як за рівнем, так і за зміни;
  • опціональний контролер пробудження WIC (Wake-up Interrupt Controller);

Особливості блоку налагодження:

  • до 4-х точок зупину за кодом;
  • до 2-х точок зупину зі зміни даних;
  • необмежену кількість програмних точок зупину;
  • можливість покрокової налагодження;
  • можливість доступу до пам'яті;
  • повний доступ до регістрів ядра;
  • підтримка JTAG- і Serial Wire-інтерфейсів.

Інтерфейс між блоками здійснюється за допомогою матриці шин і двох основних шин:

  • 32-бітна шина AMBA-3 AHB-Lite (Advanced Hi-speed Bus) забезпечує високошвидкісну зв'язок між пам'яттю, ядром і периферією. Шина AHB-Lite урізана щодо повної шини, але виконує найбільш важливі і необхідні функції.
  • 32-бітна отладочная шина DAP (Debug Access Port), яка використовується для сполучення з зовнішніми інтерфейсами JTAG і Serial Wire.

Матриця шин забезпечує арбітраж при наявності декількох провідних і ведених на шині AHB.

Можна виділити кілька найбільш важливих переваг Cortex-M0 над 8-бітними архітектурою [1]:

  • Виконання більшості арифметичних і логічних операцій з 32-бітними даними відбувається за один такт.
  • Cortex-M0 має апаратний помножувач, який скорочує і обсяг розрахункових операцій, і обсяг коду. Так, наприклад, для контролерів з ядром 8051 16-бітове множення вимагає 48 тактів і 48 байтів коду. Аналогічна операція для 16-бітного контролера займе 8 тактів і 8 байтів коду. Для Cortex-M0 множення буде виконано за 1 такт і займе 2 байта коду.
  • 8-бітові контролери використовують не тільки команди довжиною один байт, а й багатобайтові команди. В результаті для отримання коду команди потрібно кілька операцій вибірки. Cortex-M0 використовує набір команд Thumb, в якому більшість команд- 16-бітові, а частина-32-бітові. Урезультаті код команди буде отримано за одну операцію вибірки.
  • Набір команд Thumb має високу ефективність. Існує підтримка різних типів адресації всіх типів даних (8- / 16- / 32-бітних, знакових і беззнакових). Багато команд (наприклад, команди роботи зі стеком) у Cortex-M0 можуть виробляти кілька операцій пересилання даних.
  • У Cortex-M0 підтримується адресний простір до декількох Гбайт, в той час як в 8- і 16-бітних контролерів, як правило, є обмеження пам'яті до 64 кбайт. Для великих обсягів потрібні додаткові апаратні і програмні витрати. Так, наприклад, для контролерів 8051 для отримання великих обсягів використовуються окремі банки по 64 кбайт.
  • Високошвидкісна шина AHB-Lite при наявності DMA дозволяє значно скоротити витрати на пересилку даних і звільнити процесор.
  • Наявність 24-бітного системного таймера спрощує можливість реалізації операційних систем реального часу.

У підсумку, якщо продуктивність 8051-контролерів обмежується 0,1 DMIPS, для Cortex-M0 ця величина складає 0,91 DMIPS.

Маючи перевагу перед 8- / 16-бітними конкурентами, процесори Cortex-M0 поступаються більш старшим архитектурам (таблиця 1), що пов'язано з урізанням ряду важливих функцій.

Втім, варто відзначити, що, незважаючи на обмеження, продуктивність Cortex-M0 залишається значною і навіть випереджає максимальну продуктивність деяких сімейств з ядрами Cortex-M3, в основному за рахунок можливості роботи на більш високих тактових частотах (рисунок 3).

Мал. 3. Порівняння продуктивності Cortex-архітектур

Архітектура мікроконтролерів STM32F0

Сімейство мікроконтролерів STM32F0 реалізує всі переваги архітектури Cortex-M0 (рисунок 4).

Мал. 4. Архітектура контролерів STM32F0 на прикладі STM32F051x

Система складається з двох провідних блоків: ядра ARM CortexTM-M0 і контролера прямого доступу до пам'яті (Direct Memory Access, DMA).

Ядро ARM CortexTM-M0 працює на частотах до 48 МГц з продуктивністю 0,9 DMIPS / МГц.

Контролер DMA підтримує до 5 каналів.

Для здійснення арбітражу доступу до веденим блокам між системною шиною ядра і шиною DMA служить матриця шин (Bus Matrix). Ця матриця здійснює циклічний кругової алгоритм доступу (Round Robin algorithm) до шини AHB. Веденими для матриці шин є інтерфейс з Flash, ОЗУ, міст AHB2GPIO для зв'язку з блоком входів / виходів загального призначення, міст AHB2APB для зв'язку з шиною периферії APB (Advanced Peripheral Bus).

Варто відзначити, що завдяки матриці шин виконання коду з Flash відбувається паралельно з пересилками даних DMA.

Сімейство STM32F0 містить кілька лінійок, які відрізняються один від одного об'ємом пам'яті і набором периферії.

Огляд лінійок контролерів сімейства STM32F0

У четвертому кварталі 2013 року компанія STMicroelectronics обіцяє розширити сімейство мікроконтролерів в бік більшої інтеграції, збільшити обсяг Flash-пам'яті до 128 кбайт і додати додаткові периферійні блоки. На даний момент сімейство контролерів STM32F0 складається з трьох лінійок: STM32F051x , STM32F050x , STM32F030x (Рисунок 5). Лінійки відрізняються максимально доступним об'ємом пам'яті і набором периферії.

Мал. 5. Лінійки мікроконтролерів сімейства STM32F0

лінійки STM32F051x і STM32F03x мають інтегровану Flash-пам'ять об'ємом до 64 кбайт і ОЗУ об'ємом до 8 кбайт. для лінійки STM32F050x обсяг Flash обмежений 32 кбайт, а ОЗУ - 4 кбайт.

Незважаючи на те, що лінійки відрізняються набором периферії, для всіх представників сімейства існує базовий набір периферійних блоків.

  • Контролер прямого доступу пам'яті DMA. Дозволяє організовувати до п'яти каналів пересилання даних.
  • Контролер скидання і тактирования (Reset Control and Clock, RCC) формує сигнал скидання трьох типів: скидання при подачі живлення (схема POR / PDR), системне скидання, скидання від системи Backup Domain. Ще однією функцією RCC є управління тактовими сигналами.
  • Джерела тактових сигналів: інтегрований 8МГц RC-генератор (High Speed Internal, HSI), зовнішній резонатор або генератори з частотою від 4 до 32МГц (High Speed External, HSE), внутрішній RC-генератор 40кГц (Low Speed Internal, LSI), зовнішній часовий резонатор (Low Speed ​​External, LSI).
  • Схема фазового автопідстроювання частоти (PLL) дозволяє множити вхідний сигнал (множник 1 ... 16), формувати системний тактовий сигнал частотою 16 ... 48МГц. В якості вхідного сигналу для PLL можуть використовуватися сигнал від HSI (поділений на 2), або сигнал від HSE (пропущений через дільник з коефіцієнтом ділення 1 ... 16).
  • Блок обчислення контрольної суми (CRC) використовується для апаратного отримання контрольної суми CRC32 (Ethernet). CRC необхідний, наприклад, для відповідності вимогам стандарту EN / IEC 60335-1, що визначає безпеку і надійність побутової домашньої електроніки.
  • Входи / виходи загального призначення. Контролери можуть мати до 55 швидких входів / виходів загального призначення, з яких до 36 толерантні до 5В.
  • Сторожові таймери. Системний віконний сторожовий таймер (System window watchdog, WWDG) і незалежний сторожовий таймер (Independent watchdog, IWDG) дозволяють захистити систему від зависань, при цьому відпадає необхідність у зовнішньому сторожовому таймері, що спрощує ПОБУДОВУ системи в цілому.
  • Комунікаційні інтерфейси. До двох USART, один з яких підтримує автовизначення швидкості передачі. До двох I2C, один з яких підтримує швидкість передачі до 1 Мбіт / с. До двох SPI зі швидкостями передачі до 18Мбіт / с.
  • Таймери. Один 16-розрядний таймер з підтримкою 7 каналів, з 6-канальним ШІМ (використовується, в тому числі, для формування комплементарних сигналів для керування двигунами), з можливістю формування мертвого часу при використанні комплементарних виходів. 16-бітові таймери з підтримкою функцій захоплення і порівняння. 24-бітний системний таймер, що ідеально підходить для використання спільно з операційною системою.
  • 12-бітний 16-канальний АЦП дозволяє оцифровувати аналогові сигнали 0 ... 3,6.
  • Годинник реального часу (Real Time Counter) при наявності зовнішнього годинного кварцового резонатора реалізують апаратний календар з лічильниками секунд, хвилин і годин. Крім того, вони дозволяють формувати субсекундние тимчасові інтервали.
  • Датчик температури має лінійність характеристики не гірше 2 ° С і чутливість близько 4,3мВ / ° С.
  • Налагоджувальний інтерфейс SWD (Serial Wire Debug) являє собою трехпроводной інтерфейс налагодження та програмування.

Варто відзначити додаткові особливості лінійок.

STM32F050x може працювати від батарейного живлення, має розширений температурний діапазон -40 ... 105 ° С (таблиця 2) і, крім базового набору, має додаткові периферійними блоками:

  • один 32-бітний таймер загального призначення з функцією захоплення і порівняння;
  • I2C підтримує SMBus / PMBus;
  • USART додатково підтримує протоколи LIN, Smartсard і IrDA;
  • SPI може бути налаштований для роботи з аудіопротоколу I2S;
  • 96-бітний унікальний номер.

Таблиця 2. Номенклатура мікроконтролерів STM32F0

НайменуванняКорпусFlash, кбайтОЗУ, кбайтТаймери 16 бітТаймери 32 бітАЦП 12 бітЦАП 12 бітІнтерфейсиUпит, ВI потр, мкА / МГцТраб, ° С STM32F030C6

LQFP 48 32 4 4 - 1 - I2C; SPI; USART 2,4 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F030C8 LQFP 48 64 8 5 - 1 - I2C; SPI; USART 2,4 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F030F4 TSSOP 20 16 4 4 - 1 - I2C; SPI; USART 2,4 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F030K6 LQFP 32 32 4 4 - 1 - I2C; SPI; USART 2,4 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F030R8 LQFP 64 64 8 5 - 1 - I2C; SPI; USART 2,4 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F050C4 LQFP 48 16 4 5 1 1 - I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F050C6 LQFP 48 32 4 5 1 1 - I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F050F4 TSSOP 20 16 4 5 1 1 - I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F050F6 TSSOP 20 32 4 5 1 1 - I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F050G4 UFQFPN 28 16 4 5 1 1 - I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F050G6 UFQFPN 28 32 4 5 1 1 - I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F050K4 UFQFPN 32 16 4 5 1 1 - I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F050K6 UFQFPN 32 32 4 5 1 1 - I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 85 STM32F051C4 LQFP 48 16 4 7 1 1 1 I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F051C6 LQFP 48 UFQFPN 48 32 4 7 1 1 1 I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F051C8 LQFP 48 UFQFPN 48 64 8 7 1 1 1 I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F051K4 LQFP 32 UFQFPN 32 16 4 7 1 1 1 I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F051K6 LQFP 32 UFQFPN 32 32 4 7 1 1 1 I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F051K8 LQFP 32 UFQFPN 32 64 8 7 1 1 1 I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F051R4 LQFP 64 16 4 7 1 1 1 I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F051R6 LQFP 64 32 4 7 1 1 1 I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105 STM32F051R8 LQFP 64 64 8 7 1 1 1 I2C; SPI; USART 2 ... 3,6 250 -40 ... 105

Лінійка STM32F051x, в порівнянні з STM32F050x, має більш розвинену периферію для роботи з аналоговими сигналами і додаткові інтерфейси:

  • 12-бітний ЦАП;
  • два аналогових компаратора з програмованим входом і виходом;
  • контролер сенсорних елементів (Touch Sensor Controller TSC) підтримує до 18 сенсорних кнопок, реалізацію сенсорних смуг і коліс прокрутки;
  • інтерфейс HDMI CEC (Consumer Electronics Control). Даний інтерфейс дозволяє користувачеві об'єднувати до п'ятнадцяти побутових приладів (телевізори, DVD-плеєри та ін.) І керувати ними за допомогою одного пульта дистанційного керування. Крім того, пристрої можуть обмінюватися інформацією і управляти один одним без участі користувача. Внастоящее момент багато компаній використовують даний стандарт під своїм брендом: Anynet + (Samsung), Aquos Link (Sharp), BRAVIA Link і BRAVIA Sync (Sony), HDMI-CEC (Hitachi), E-link (AOC), Kuro Link (Pioneer) , CE-Link і Regza Link (Toshiba), RIHD (Onkyo), RuncoLink (Runco International), SimpLink (LG), T-Link (ITT), HDAVI Control, EZ-Sync, VIERA Link (Panasonic), EasyLink (Philips ), NetCommand for HDMI (Mitsubishi).

Варто відзначити, що корпусне виконання контролерів обмежена кількома варіантами (таблиця 2).

Нещодавно була випущена нова бюджетна лінійка STM32F030x Value Line. Вона призначена спеціально для малобюджетних додатків. Інженери STMicroelectronics зуміли знизити ціну контролера до рекордної позначки в $ 0,5, зберігши продуктивність і базовий набір периферійних блоків.

Лінійка бюджетних мікроконтролерів STM32F030x

Вартість мікроконтролера STM32F030x починається від $ 0,5. Аналіз показує, що компанія STMicroelectronics домагається низьких цін на лінійки Value Line за рахунок ряду факторів:

  • оптимізація процесу виробництва в більшості випадків за рахунок застосування вже існуючих відпрацьованих технологій;
  • скорочення періферіі- STM32F030x володіє тільки базовим набором периферії сімейства STM32F0 ;
  • обмеження типів корпусів: застосовуються найбільш затребувані і популярні корпусу LQFP 64, LQFP 48, LQFP 32, TSSOP20;
  • оптимізація тестування готової продукції за рахунок більш ефективного використання тестового обладнання та розпаралелювання тестових операцій;
  • скорочення витрат на підготовку ПО і документації. Використання готових програмних бібліотек- бібліотека для старших лінійок незначно доповнюється з урахуванням нових контролерів. Використання готової документації, створеної для старших лінійок (так, наприклад, керівництво користувача для лінійки STM32F050 / 51 використовується для лінійки STM32F03).

Як було сказано вище, STM32F030x має урізану функціональність у порівнянні з іншими лінійками сімейства STM32F0:

  • немає окремого входу Vbat для зовнішньої батареї;
  • допустимий рівень харчування обмежений 2,4 ... 3,6;
  • відсутність блоків ЦАП і компараторів;
  • USART не має підтримки протоколів LIN, Smartсard і IrDA;
  • I2C не підтримує SMBus / PMBus;
  • SPI може не підтримувати аудіопротоколу I2S;
  • відсутня унікальний номер.

Незважаючи на перераховані обмеження, саме сімейство STM32F030x має найнижчу ціну і високу продуктивність, що дозволяє конкурувати з 8-бітними контролерами в самих малобюджетних додатках.

Області застосування контролерів STM32F0

Контролери сімейства STM32F0 володіють високою швидкодією, що дозволяє застосовувати їх в пристроях, що вимагають значних обчислювальних потужностей. З іншого боку, низька ціна і простота застосування роблять їх ідеальними для бюджетних програм і пристроїв.

Можна виділити відразу кілька областей застосування для даного сімейства.

  • Медичні прилади: аналізатори крові, вимірювачі цукру в крові (глюкометри), інсулінові помпи, монітори тиску / пульсу / крові, вимірювачі холестерину і ін .;
  • Промислова автоматизація: перетворювачі інтерфейсів, датчики, бездротові датчики, драйвери і контролери виконавчих механізмів і ін .;
  • Вимірювальні прилади: портативні універсальні вимірювальні пристрої, вимірювачі імпедансу, лічильники газу, тиску, води, температури і ін .;
  • Побутова техніка: ваги, пральні і посудомийні машини, мікрохвильові печі, пульти дистанційного керування та ін .;
  • Системи сигналізації та збору інформації: центральні модулі, датчики задимлення / руху / розтину, електронні клапани водопостачання, електронні замки, радіо-брелоки сигналізації та ін .;
  • Розваги: ​​радіокеровані моделі, джойстики та маніпулятори, іграшки та ін .;
  • Домашні прилади: годинник, бездротові телефони, дзвінки і ін.

Однією з причин широкого поширення 32-бітних контролерів є їх простота освоєння і доступність налагоджувальних засобів.

Засоби розробки і налагодження для сімейства STM32F0

Інженери, що використовують мікроконтролери виробництва компанії STMicroelectronics, давно оцінили переваги роботи з ними:

  • Широкий вибір програмних засобів розробки, що підтримують дані контролери.
  • Доступність засобів програмування і налагодження.
  • Наявність фірмових налагоджувальних і стартових наборів виробництва компанії STMicroelectronics.
  • Надання безкоштовних бібліотек периферії для кожного сімейства. Причому, перехід з одного сімейства на інше відбувається безболісно через наступності бібліотек (однакова структура бібліотек, схожі програмні реалізація функції).
  • Величезна кількість безкоштовних бібліотек і програмних прикладів управління двигунами, реалізації блоків живлення, роботи з комунікаційними інтерфейсами, використання периферійних блоків і ін.
  • Постійне доповнення та оновлення документації щодо застосування контролерів, калібрування генераторів, підвищенню точності вимірювань і ін.

Всі ці положення можуть застосовуватися і до STM32F0.

Середовища розробки програмного забезпечення STM32F03 . Існує велика кількість програмних засобів, що підтримують дане сімейство (Keil uVision, IAR Embeded WorkBanch, CrossWorks Studio). Кожна з середовищ дозволяє компілювати і налагоджувати програми, має вбудовані симулятори, що дозволяє частину програм писати без наявності «заліза».

Засоби програмування і налагодження. Існують різні програматори / отладчики для STM32F0, які добре відомі по застосуванню з іншими родинами STM32 : ULINK, ST-LINK, J-LINK і ін.

Щоб швидко вивчити STM32F0 компанія пропонує стартовий комплект STM32F0308-DISCO (Малюнок 6).

Мал. 6. Оціночний набір STM32F0308-DISCO

Головними особливостями даного набору є:

  • контролер STM32F051R8T6 з 64Кбайт Flash, 8Кбайт ОЗУ;
  • реалізований на платі програматор ST-LINK / V2 (з роз'ємом для програмування інших контролерів);
  • живлення від USB або зовнішнього джерела 5В;
  • чотири світлодіода: індикація 3,3, індикація зв'язку з USB, два призначених для користувача світлодіода;
  • дві кнопки: кнопка скидання і призначена для користувача;
  • штирьовий роз'єм для вільного доступу до всіх входів / виходів;
  • в комплект входить макетна плата.

Для отримання повного уявлення про можливості сімейства пропонується використовувати фірмову оціночну плату STM320518-EVAL (Рисунок 7).

Мал. 7. Стартовий набір STM320518-EVAL

Особливостями комплекту є:

  • контролер STM32F051R8T6 з 64Кбайт Flash, 8Кбайт ОЗУ;
  • можливість живлення від різних 5В джерел: роз'єм Power jack для підключення зовнішнього блоку живлення, живлення від USB, живлення від ST-LINK / V2;
  • мікрофон і динамік, підключення до АЦП і ЦАП контролера;
  • роз'єм для підключення MicroSD;
  • температурний датчик і EEPROM, підключені до шини I2C;
  • реалізовані інтерфейси RS-232 і RS-485;
  • реалізований приймач IrDA;
  • інфрачервоний діод і фотоприймач для реалізації IRP (Infra-Red Protocol);
  • ST-LINK / V2, реалізований на платі;
  • 240 × 320 TFT-кольоровий екран, підключений до SPI-інтерфейсу контролера;
  • четирехосевой джойстик;
  • три кнопки (одна для сигналу скидання);
  • роз'єм підключення дочірніх плат;
  • сенсорний слайдер;
  • світлочутливий резистор;
  • можливість підстроювання харчування контролера 2 ... 3,6;
  • потенціометр;
  • два роз'єми HDMI;
  • роз'єм підключення контролера двигуна.

Висновок

Сімейство STM32F0 побудовано на базі процесорного ядра ARM Cortex-M0, що працює на частоті до 48 МГц. Контролери мають до 64 кбайт Flash, до 8 кбайт ОЗУ і широкий набір периферії. Нова лінійка STM32F03x Value Line на додаток до високої продуктивності має наднизьку ціну від $ 0,5. Висока продуктивність, простота використання і низька ціна роблять сімейство STM32F0 чудовою альтернативою 8-бітовим контролерам.

література

1. Джозеф Ю. Чому варто переходити на 32-розрядну архітектуру мікроконтролерів. Електронні компоненти №3, 2010 року.

2. CortexTM-M0. Reference Manual. Revision: r0p0. ARM 2009.

3. RM0091 Reference manual. STM32F05xxx / 06xxx advanced ARM-based 32-bit MCUs. Rev 4. ST Microelectronics, 2013.

4. Документація на компоненти http://www.st.com/ .

Отримання технічної информации, замовлення зразків, поставка - e-mail: [email protected]

ru

Про компанію ST Microelectronics

Компанія STMicroelectronics є №1 виробника електроніки в Европе Компанія STMicroelectronics є №1 виробника електроніки в Европе. Компоненти ST широко представлені в оточуючіх нас СПОЖИВЧИХ товари - від iPhone до автомобілів різніх марок. Лідери індустріального Сайти Вся вібірають компоненти ST за їх Надійність и видатні технічні параметрами. У компании ST працює 48 000 співробітніків в 35 странах. Виробничі потужності розташовані в 12 странах світу. Понад 11 тисяч співробітніків зайняті дослідженнямі і розробки - інноваційне лідерство ... читати далі