STM32微处理器介绍
班级：测控一班
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2015年11月
    Stm32是07年意法半导体生产的一款以Cortex—M3为内核的32位微控制器，不但功能强大，功耗低，而且性价比十分可观。
意法半导体公司的STM32微控制器具有32位字长的CPU，使用精简指令系统（RISC）。精简指令系统的指令字长固定，译码方便，相对于复杂指令系统（CISC），精简指令系统的处理效率更高。具有32位字长CPU的STM32系列微控制器的处理能力远高于8位和16位单片机，同时集成了与32位CPU相适应的强大外设（如双通道ADC、多功能定时器、7通道DMA、SPI等），能够完成过去一般单片机所无法达到控制功能。现在，已经形成了以8位单片机为主流
的低端产品和以32位微控制器为主流的高端产品两大市场。对于自动化领域的从业人员，了解32位微控制器的结构、特点，掌握其使用方法，是很有必要的。
    STM32微控制器的结构与MCS—51单片机是相似的，也是用读写寄存器来使用内部的个部件。但是，STM32的规模庞大，远非51内核单片机可比。完成一个复杂的功能，可能需要操作多个寄存器的多个位，掌握其使用方法确有一定难度。为了解决这个问题，意法半导体公司提供了固件库。有了固件库，我们就可以调用函数来实现所需要的功能，这比通过操作寄存器实现就容易多了。
    STM32集成了太多的外设，对于一个控制项目，可能很多外设是用不上的。为了尽量降低功耗，所有外设的时钟在复位后都是关闭的，这样外设就不工作也不耗电。如果要使用某个外设，首先要打开它的时钟，以及进行一些相关的初始化。对端口写“0”或“1”，有4种方法可使用。
    Stm32是07年意法半导体生产的一款以Cortex—M3为内核的32位微控制器，不但功能强大，功耗低，而且性价比十分可观。
意法半导体为缩短stm32的上市时间，提供了大量的固件函数库，即包含stm32所有内外设功能的库函数。Stm32的编程有两种可选，一种是调用库函数，另一种是直接操作寄存器。 先来讲讲直接操作寄存器。Stm32的寄存器共有300个左右，数量非常庞大，给编程带来困难。而且，由于stm32与avr的芯片架构不同，stm32是不可以直接操作寄存器名称的，也就是说，不能像avr那样直接给寄存器的名称赋值；而只能通过宏定义让一个变量由指针指向寄存器所在的地址，也就是说直接操作寄存器所在的地址。所以，每用到一个寄存器都需要宏定义一个寄存器。 
STM32微处理器基于ARM核，所以很多基于ARM嵌入式开发环境都可用于STM32开发平台。开发工具都可用于STM32开发。选择合适的开发环境可以加快开发进度，节省开发成本。
对于32位嵌入式处理器来说，随着时钟频率越来越高，加上复杂的封装形式，ICE已越来越难胜任开发工具的工作，所以在32位嵌入式系统开发中多是采用JTAG仿真器。STM32采用串行单线调试和JTAG，通过JTAG调试器你可以直接从CPU获取调试信息，从而将使你的产品设计大大简化，而且开发工具的整体价格要低于ICE。
STM32系列简介
STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM 32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到512K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。
STM32系列的特性
ARM公司的高性能”Cortex-M3”内核：1.25DMips/MHz,而ARM7TDMI只有0.95DMips/MHz
一流的外设：1μs的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻转速度。
STM32新系列产品的功能：
STM32互连型系列产品分为两个型号： STM32F105和STM32F107。STM32F105具有USB OTG 和CAN2.0B接口。STM32F107在USB OTG 和CAN2.0B接口基础上增加了以太网10/100 MAC模块 。片上集成的以太网MAC支持MII和RMII，因此，实现一个完整的以太网收发器只需一个外部PHY芯片。只使用一个25MHz晶振即可给整个微控制器提供时钟频率，包括以太网和USB OTG外设接口。微控制器还能产生一个25MHz或50MHz的时钟输出，驱动外部以太网PHY层芯片。
音频功能方面，新系列微控制器提供两个I2S音频接口，支持主机和从机两种模式，既用作输入又可用作输出，分辨率为16位或32位。音频采样频率从8kHz到96kHz。把U盘插入微控制器的USB OTG接口，可以现场升级软件；也可以通过以太网下载代码进行软件升级。这个功能可简化大型系统网络（如远程控制器或销售终端设备）的管理和维护工作。
充分发挥 STM32架构的优势：
除新增的功能强化型外设接口外，STM32互连系列还提供与其它STM32微控制器相同的标准接口，这种外设共用性提升了整个产品家族的应用灵活性，使开发人员可以在多个设计中重复使用同一个软件。新STM32的标准外设包括10个定时器、两个12位1-Msample/s 模数
转换器 (交错模式下2-Msample/s)、两个12位数模转换器、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPI端口。
存储器和封装选项：
新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。内存包括64KB到512KB闪存和 20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100、LFBGA100和LQFP144四种封装，不同的封装保持引脚排列一致性。
STM32F系列产品均带16位定时器/6通道16位PWM输出/RTC/看门狗/温度传感器/单周期乘法指令和硬件除法指令/超低功耗（90MIPS消耗电流36mA）/超快中断控制器。     
STM32的核心Cortex-M3处理器是一个标准化的微控制器结构，Cortex-M3处理器拥有32位CPU，并行总线结构，嵌套中断向量控制单元，调试系统以及标准的存储映射。
STM32最初发布时有14个不同型号，分为两个版本：最高CPU时钟为72MHZ的“增强型”和最高CPU时钟为36MHZ的“基本型”。这些不同STM32型号里内置的Flash最大可达128KB。
一般，STM32都会配备常见外设，诸如多通道ADC,通用定时器，I2C总线接口，SPI总线接口，CAN总线接口，USB控制器，实时时钟RTC等。但是，它的每一个外部设备都具有独特之处。例如，12位精度的ADC具备多种转换模式，并带有一个内部温度传感器，带有双ADC的STM32器件，还可以使两个ADC同时工作，从而衍生出了更为高级的9种转换模式；STM32的每一个定时器都具备4个捕获比较单元，而且每个定时器都可以和另外的定时器联合工作以生成更为精密的时序；STM32有专门为电机控制而设的高级定时器，带有6个死区时间可编程的PWM输出通道，同时其带有的紧急制动通道可以在异常情况出现时，强迫PWM信号输出保持在一个预订好的安全状态；SPI接口含有一个硬件CRC单元，支持8位字节和16位半字数据的CRC计算。
而且，STM32还包含了7个DMA通道，都可以用来在设备与内存之间进行8位，16位，32位数据的传输。每个设备都可以向DMA控制器请求发送或者接收数据。STM32内部总线仲裁器和总线矩阵将CPU数据接口和DMA通道之间的连接大大的简化了。
STM32是低功耗，高性能的微控制器。在低功耗方面，STM32表现也是不错的。它可以在2V供电的情况下运行，在所有设备同时打开且运行在满速72MHZ主频的情况下，也仅消耗3
6mA的电流，在与Cortex-M3内核的低功耗模式结合之后，只有2uA的电流消耗。即便外部振荡器处在待启动状态，STM32使用内部8MHZ的RC振荡器也可迅速退出低功耗模式。这种快速进出低功耗模式的特性，也进一步降低了微控制器整体的功率消耗，同时使微控制器仍然可以保持器件的整体高性能。
在电子领域，对器件的要求精度高是一方面，另一方面，还要求器件稳定性要好，处于可靠性的考虑，STM32配备了一系列硬件来支持对可靠性的高度要求。这些硬件有：一个低电压检测器，一个时钟安全管理系统和两个看门狗定时器。时钟管理系统可以检测到外部主振荡器的失效，并随即安全的将STM32内部8MHZ的RC振荡器切换为主时钟源。
在现代电子设计行业中，有一个问题是无法逃避的，那就是你不得不想方设法提高代码的安全性以防止被破解人员盗用。STM32可以锁住其内部Flash使破解人员无法通过调试端口读取其内容。当Flash的读保护功能开启后，其写保护功能也随之开启。写保护功能常用于防止一些来历不明的代码写入中断向量表。但是，写保护不仅可以保护中断向量表，还可以进一步将其保护范围延伸到整个Flash中的未被使用区域。另外，STM32还有一小块电池备份RAM区，这个RAM区域对应于一个入侵检测引脚应用，当这个引脚上产生电平变化时，STM32会认为遭遇了入侵事件，随即自动将电池备份RAM区的内容全部清除。
对于STM32来说，一些早期微控制器比如早期的STR7和STR9发布的ANSI C库和源代码都是可移植的。这些程序的接口已经在许多流行的编译工具上得到了整合。相似的，许多开源的或者商用的RTOS，还有一些中间件（比如TCP/IP栈，文件系统）对以STM32系列微控制器来说也是可用的。姓名代码转换器百度
STM32上的CoreSight还提供断点数据查看功能以及一个指令跟踪器。指令跟踪器可以将用户选择的应用信息上传到调试工具里。从而可以为用户提供额外的调试信息，并且它在软件运行期间同样可以使用！
STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。
 

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