Cortex-M3之STM32嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

STM32 F0系列 – ARM? Cortex?-M0入門(mén)級(jí)MCU

意法半導(dǎo)體基于ARM? Cortex?-M0的STM32F0系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了32位性能，同時(shí)傳承了STM32系列的重要特性，特別適合成本敏感型應(yīng)用。STM32 F0 MCU集實(shí)時(shí)性能、低功耗運(yùn)算和STM32平臺(tái)的先進(jìn)架構(gòu)及外設(shè)于一身。

STM32 F1系列 – ARM? Cortex?-M3基礎(chǔ)型MCU

STM32 F1系列基礎(chǔ)型MCU滿足了工業(yè)、醫(yī)療和消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)的各種應(yīng)用需求。憑借該產(chǎn)品系列，意法半導(dǎo)體在全球ARMCortex-M 微控制器領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，同時(shí)樹(shù)立了嵌入式應(yīng)用的里程碑。該系列利用一流的外設(shè)和低功耗、低壓操作實(shí)現(xiàn)了高性能，同時(shí)還以可接受的價(jià)格、利用簡(jiǎn)單的架構(gòu)和簡(jiǎn)便易用的工具實(shí)現(xiàn)了高集成度。

STM32 F3系列 – ARM? Cortex?-M4混合信號(hào)MCU(附帶DSP和FPU)

STM32 F3系列單片機(jī)具有運(yùn)行于72 MHz的32位ARM?Cortex?-M4內(nèi)核（帶有FPU和DSP指令）并集成多種模擬外設(shè)，從而降低應(yīng)用成本并簡(jiǎn)化應(yīng)用設(shè)計(jì)，它包括：

?超快速比較器（25 ns）

?具有可編程增益的運(yùn)算放大器

? ?12位DAC

?超快速12位ADC，單通道每秒5 M次采樣（每秒五百萬(wàn)次采樣），交替模式下可達(dá)到每秒18 M次采樣

?精確的16位sigma-deltaADC（21通道）

?內(nèi)核耦合存儲(chǔ)器SRAM（程序加速器）是提高時(shí)間關(guān)鍵程序性能所專用的存儲(chǔ)器架構(gòu)，可將性能提升43%

? ?144 MHz高級(jí)16位脈寬調(diào)制定時(shí)器（分辨率 < 7 ns），用于控制應(yīng)用

?高分辨率定時(shí)器（217 ps），對(duì)供電和溫度漂移可自補(bǔ)償

靈活的互連矩陣可在外設(shè)之間自主式通信，節(jié)省了CPU資源和功耗。

與STM32 F0系列MCU高度兼容，保證了在設(shè)計(jì)不同性能等級(jí)的后續(xù)應(yīng)用時(shí)有卓越的效率。

STM32 F2系列 – ARM? Cortex?-M3高性能MCU

基于ARM? Cortex?-M3的STM32 F2系列單片機(jī)采用意法半導(dǎo)體先進(jìn)的90 nm NVM制程制造而成，具有創(chuàng)新型自適應(yīng)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)器加速器（ART加速器?）和多層總線矩陣， 實(shí)現(xiàn)了前所未有的高性價(jià)比。

該系列MCU具有集成度高的特點(diǎn)：整合了1MB Flash存儲(chǔ)器、128KB SRAM、以太網(wǎng)MAC、USB 2.0 HS OTG、照相機(jī)接口、硬件加密支持和外部存儲(chǔ)器接口。

意法半導(dǎo)體的加速技術(shù)使這些MCU能夠在主頻為120 MHz 下實(shí)現(xiàn)高達(dá)150 DMIPS/398 CoreMark的性能，這相當(dāng)于零等待狀態(tài)執(zhí)行，同時(shí)還能保持極低的動(dòng)態(tài)電流消耗水平（175μA/MHz）。

STM32 F4系列 – ARM? Cortex?-M4高性能MCU(附帶DSP和FPU)

基于ARM?? Cortex?-M4的STM32F4系列單片機(jī) (MCU) 采用了意法半導(dǎo)體的NVM工藝和ART加速器?，在180 MHz的工作頻率下通過(guò)閃存執(zhí)行指令時(shí)可實(shí)現(xiàn)225DMIPS/608 CoreMark的性能，是迄今所有基于Cortex-M內(nèi)核的微控制器產(chǎn)品所達(dá)到的最高性能得分。

由于采用了動(dòng)態(tài)功耗調(diào)整功能，通過(guò)閃存執(zhí)行指令時(shí)的電流消耗范圍為從STM32F410的89 μA/MHz到STM32F439的260μA/MHz。

STM32F4系列包括11條兼容的數(shù)字信號(hào)控制器（DSC）產(chǎn)品線，是MCU實(shí)時(shí)控制功能與DSP信號(hào)處理功能的完美結(jié)合體

STM32 F7系列 – ARM? Cortex?-M7高性能MCU

得益于意法半導(dǎo)體的ART Accelerator?加速器以及一級(jí)高速緩存【L1 CACHE】，不論是從內(nèi)部閃存還是外部存儲(chǔ)器執(zhí)行程序，STM32F7微控制器均能釋放Cortex-M7內(nèi)核的高性能理論值: 在216 MHz fCPU主頻時(shí)，性能測(cè)試取得1082 CoreMark/462 DMIPS的成績(jī)。

STM32 H7系列 - ARM? Cortex?-M7超高性能MCU

利用L1緩存，STM32H732位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了Cortex-M7內(nèi)核的高理論性能——無(wú)論是從嵌入式閃存還是外部存儲(chǔ)器來(lái)執(zhí)行代碼：400MHz 處理器頻率下性能可達(dá)到 2010 CoreMark /856 DMIPS。

STM32 L0系列 – ARM? Cortex?-M0+超低功耗MCU

ARM?Cortex?-M0+內(nèi)核與STM32單片機(jī)超低功耗特性的獨(dú)有結(jié)合，使STM32 L0 MCU非常適合電池供電或供電來(lái)自能量收集的應(yīng)用。STM32 L0微控制器提供了動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)、超低功耗時(shí)鐘振蕩器、LCD接口、比較器、DAC及硬件加密。

新的自主式外設(shè)（包括USART、I2C、觸摸傳感控制器）分擔(dān)了ARMCortex-M0+內(nèi)核的負(fù)荷，減少了CPU喚醒次數(shù)，因此有助于減少處理時(shí)間及功耗。

STM32 L1系列 – ARM? Cortex?-M3超低功耗MCU

基于ARM? Cortex?-M3的STM32L1系列MCU采用ST專有的超低泄漏制程，具有創(chuàng)新型自主動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)功能和5種低功耗模式，STM32 L1系列mcu擴(kuò)展了超低功耗的理念，并且不會(huì)犧牲性能。

與STM32 L0及STM8L一樣，STM32L1單片機(jī)提供了動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)、超低功耗時(shí)鐘振蕩器、LCD接口、比較器、DAC及硬件加密功能。

這種創(chuàng)新型架構(gòu)（電壓調(diào)節(jié)、超低功耗MSI振蕩器）能夠以極低的功耗預(yù)算為您的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更高的性能。大量嵌入式外設(shè)，例如USB、LCD接口、運(yùn)算放大器、比較器、具有快速開(kāi)/關(guān)模式的ADC、DAC、電容觸摸和AES，為STM32L1系列MCU提供了一個(gè)可擴(kuò)展平臺(tái)

STM32 L4系列 – ARM? Cortex?-M4超低功耗MCU

STM32L4 MCU在超低功耗微控制器效率的標(biāo)準(zhǔn)化EEMBC? ULPBench?測(cè)試中獲得253分【該測(cè)試是用來(lái)對(duì)各類(lèi)低功耗微處理器做低功耗效率比較的標(biāo)準(zhǔn)】。此外，STM32L4系列單片機(jī)打破了當(dāng)前超低功耗領(lǐng)域的性能極限。基于帶FPU的ARM?Cortex?-M4內(nèi)核以及意法半導(dǎo)體ART Accelerator?技術(shù)的前提下，該系列在80MHz CPU頻率下的性能可達(dá)到100 DMIPS。

STM32L4系列MCU可以根據(jù)微處理器運(yùn)行時(shí)不同的應(yīng)用需求來(lái)適時(shí)調(diào)整電壓從而實(shí)現(xiàn)功耗的動(dòng)態(tài)平衡。該功能適用于STOP模式下的低功耗外設(shè)（LP UART、LP定時(shí)器）、安全和保密特性、大量智能外設(shè)，以及諸如運(yùn)算放大器、比較器、LCD、12位DAC和16位ADC（硬件過(guò)采樣）等先進(jìn)的低功耗模擬外設(shè)。

以STM32F103RBT6這個(gè)型號(hào)的芯片為例，該型號(hào)的組成為7個(gè)部分，其命名規(guī)則如下:

陳志旺等編著的《STM32嵌入式微控制器快速上手》以12章篇幅，介紹了意法半導(dǎo)體公司的基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32單片機(jī)應(yīng)用與實(shí)踐。具體內(nèi)容包括:嵌入式系統(tǒng)概述，Cortex-M3體系結(jié)構(gòu)，STM32程序設(shè)計(jì)，STM32電 源、時(shí)鐘及復(fù)位電路，STM32的GPIO，STM32中斷系統(tǒng)，STM32通用同步/異步收發(fā)器USART，STM32定時(shí)器，STM32的DMA，STM32的A/D轉(zhuǎn)換器，μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)，μC/OS-Ⅱ的內(nèi)核機(jī)制。可作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書(shū)，也可作為從事自 動(dòng)控制、智能儀表、電力電子、機(jī)電一體化等系統(tǒng)研發(fā)人員的自學(xué)參考書(shū)。