บน 27/08/2024 390

STM32F103ZET6 คู่มือที่ครอบคลุมไมโครคอนโทรลเลอร์: คุณสมบัติประสิทธิภาพและแอปพลิเคชัน

STM32F103ZET6 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ CORE ARM Cortex ™ -M3 Core ที่ผลิตโดย STMicroelectronicsชิปมีลักษณะของการใช้พลังงานต่ำประสิทธิภาพสูงและทรัพยากรอุปกรณ์ต่อพ่วงที่อุดมสมบูรณ์และเหมาะสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์อุปกรณ์สื่อสารอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์การควบคุมอุตสาหกรรมและสาขาอื่น ๆบทความนี้จะแนะนำข้อมูลเฉพาะของ STM32F103ZET6 ในแง่ของกฎการตั้งชื่อคุณสมบัติและไฮไลท์

แคตตาล็อก

คำอธิบายของ STM32F103ZET6

ที่ STM32F103ZET6 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่อยู่บนพื้นฐานของคอร์เท็กซ์คอร์เท็กซ์-M3 และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการพัฒนาระบบฝังตัวไมโครคอนโทรลเลอร์มีแกน RISC ที่มีประสิทธิภาพสูง M332- บิตที่ทำงานที่ 72MHz, หน่วยความจำฝังตัวความเร็วสูง (แฟลชสูงสุด 512KB, สูงถึง 64KB SRAM)APB Busesมันมีตัวจับเวลา PWM สองตัว, ADC 12 บิตสามตัวและตัวจับเวลา 16 บิตอเนกประสงค์สี่ตัวรวมถึงอินเทอร์เฟซการสื่อสารมาตรฐานและขั้นสูง: USB หนึ่งตัว, หนึ่งกระป๋อง, หนึ่ง SDIO, สองI²C, สอง I2SS, สาม SPI และห้า USARTS ห้า USARTS.ไมโครคอนโทรลเลอร์ทำงานในช่วงอุณหภูมิ –40 ° C ถึง +105 ° C และทำงานจากแรงดันไฟฟ้า 2 V ถึง 3.6 VSTM32F103ZET6 เหมาะสำหรับสถานการณ์แอปพลิเคชันที่หลากหลายเช่นเครื่องสแกนเครื่องพิมพ์ PLCs อินเวอร์เตอร์ไดรฟ์มอเตอร์การควบคุมแอปพลิเคชันแพลตฟอร์ม GPS พีซีและอุปกรณ์ต่อพ่วงเกมอุปกรณ์การแพทย์และอุปกรณ์เตือนภัยและระบบเตือนภัย

ทางเลือกและเทียบเท่า:

- STM32F103ZET6TR

- STM32F407ZET7

• STM32F103ZET7TR

กฎการตั้งชื่อของ STM32F103ZET6

โมเดลนี้ประกอบด้วย 7 ส่วนและกฎการตั้งชื่อของพวกเขามีดังนี้:

•“ STM32”:“ STM32” หมายถึงไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาด 32 บิตที่มีคอร์คอร์เท็กซ์ M3

•“ F”:“ F” หมายถึงซีรีส์ย่อยชิป

•“ 103”:“ 103” แสดงถึงซีรีย์ที่ปรับปรุงแล้ว

•“ Z”:“ Z” แสดงจำนวนพินในหมู่พวกเขา“ T” หมายถึง 36 ฟุต“ C” หมายถึง 48 ฟุต“ R” หมายถึง 64 ฟุต“ V” หมายถึง 100 ฟุตและ“ Z” หมายถึง 144 ฟุต

•“ E”:“ E” แสดงถึงความจุแฟลชที่ฝังอยู่ในหมู่พวกเขา“ 6” หมายถึงแฟลช 32K ไบต์“ 8” หมายถึงแฟลช 64K ไบต์“ B” หมายถึงแฟลช 128K ไบต์“ C” หมายถึงแฟลช 256K ไบต์“ D” หมายถึงแฟลช 384K ไบต์และ“ E” หมายถึงไบต์ 512K ไบต์แฟลช.

•“ T”:“ T” หมายถึงบรรจุภัณฑ์ในหมู่พวกเขา“ H” หมายถึงบรรจุภัณฑ์ BGA“ T” หมายถึงบรรจุภัณฑ์ LQFP และ“ U” หมายถึงบรรจุภัณฑ์ VFQFPN

•“ 6”:“ 6” หมายถึงช่วงอุณหภูมิการทำงานในหมู่พวกเขา“ 6” หมายถึง -40 ° C ถึง 85 ° C และ“ 7” หมายถึง -40 ° C ถึง 105 ° C

ลักษณะของ STM32F103ZET6 คืออะไร?

นี่คือคุณสมบัติสำคัญบางประการของไมโครคอนโทรลเลอร์นี้:

การสนับสนุนเครื่องมือการพัฒนา: STMICROELECTRONICS ให้บริการเครื่องมือการพัฒนาและการสนับสนุนซอฟต์แวร์มากมายรวมถึงแพ็คเกจซอฟต์แวร์ STM32CUBE, สภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบบูรณาการ (IDES), กิจวัตรประจำวัน, ไดรเวอร์ ฯลฯ เพื่อเร่งการพัฒนาผลิตภัณฑ์และกระบวนการดีบัก

การจัดการพลังงาน: ไมโครคอนโทรลเลอร์ให้โหมดพลังงานต่ำที่หลากหลายซึ่งสามารถปรับการใช้พลังงานตามความต้องการยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่หรือประหยัดพลังงาน

ความปลอดภัย: เพื่อความปลอดภัยของข้อมูลและความปลอดภัยของระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ให้เครื่องมือและหน่วยความจำเข้ารหัสฮาร์ดแวร์ที่รองรับการป้องกันการดำเนินการรหัสเพื่อปกป้องข้อมูลที่สำคัญและระบบจากการเข้าถึงที่ไม่ได้รับอนุญาต

หน่วยความจำ: STM32F103ZET6 มีหน่วยความจำโปรแกรมแฟลช 128KB และหน่วยความจำข้อมูล SRAM 64KB ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการที่เก็บข้อมูลของแอปพลิเคชันส่วนใหญ่

CORE: STM32F103ZET6 ขึ้นอยู่กับแกนกลางแขนคอร์เท็กซ์-M3 และความถี่ในการใช้งานสามารถสูงถึง 72MHzมันมีกำลังการคำนวณที่แข็งแกร่งและการออกแบบการใช้พลังงานต่ำ

อินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วง: STM32F103ZET6 ให้อินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงที่หลากหลายรวมถึงอินเทอร์เฟซการสื่อสารอนุกรมหลายรายการ (USART, SPI, I2C, ฯลฯ ), ตัวจับเวลา/เคาน์เตอร์อเนกประสงค์ทั่วไป, ตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC)ซึ่งทำให้ง่ายต่อการสื่อสารและเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ

วิธีเพิ่มประสิทธิภาพโปรแกรมของ STM32F103ZET6

นี่คือหลายวิธีในการปรับประสิทธิภาพของโปรแกรมของ STM32F103ZET6:

การเพิ่มประสิทธิภาพโปรแกรมการบริการขัดจังหวะ

การลดเวลาดำเนินการของโปรแกรมบริการขัดจังหวะเป็นกุญแจสำคัญก่อนอื่นเราควรลบรหัสที่ไม่จำเป็นและการเรียกใช้ฟังก์ชันในรูทีนบริการขัดจังหวะโดยเหลือเพียงตรรกะหลักที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการประมวลผลขัดจังหวะสิ่งนี้จะช่วยลดขนาดและความซับซ้อนของรูทีนบริการขัดจังหวะซึ่งจะทำให้เวลาการดำเนินการสั้นลงนอกจากนี้เราจำเป็นต้องกำหนดค่าลำดับความสำคัญของการขัดจังหวะตามความสำคัญและความเร่งด่วนของงานเพื่อให้แน่ใจว่างานสำคัญสามารถประมวลผลได้ก่อน

การส่ง DMA (การเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง)

สำหรับการส่งข้อมูลจำนวนมากการใช้ DMA สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุปกรณ์ต่อพ่วงต้องการส่งหรือรับข้อมูลจะทำการร้องขอไปยังคอนโทรลเลอร์ DMAหลังจากได้รับการร้องขอคอนโทรลเลอร์ DMA จะรับช่วงงานของการส่งข้อมูลการอ่านข้อมูลโดยตรงจากหน่วยความจำและเขียนลงในอุปกรณ์ต่อพ่วงหรืออ่านข้อมูลจากอุปกรณ์ต่อพ่วงและเขียนลงในหน่วยความจำกระบวนการทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์โดย DMA Controller อย่างอิสระโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของ CPU

ลดลูปและการตัดสินตามเงื่อนไข

พยายามลดจำนวนลูปและการตัดสินแบบมีเงื่อนไขโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบริการขัดจังหวะการบริการหรือรหัสที่มีข้อกำหนดแบบเรียลไทม์สูงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินการของรหัสเรายังสามารถพิจารณาใช้วิธีการค้นหาตารางเพื่อแทนที่การคำนวณที่ซับซ้อนวิธีการค้นหาตารางเป็นวิธีการคำนวณล่วงหน้าและจัดเก็บผลลัพธ์มันได้รับผลลัพธ์ที่ต้องการโดยตรงโดยการค้นหาตารางหลีกเลี่ยงการคำนวณที่ซับซ้อนในเวลาทำงาน

เลือกอัลกอริทึมและโครงสร้างข้อมูลที่เหมาะสม

เราสามารถใช้อัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพและโครงสร้างข้อมูลที่เหมาะสมเพื่อลดปริมาณการคำนวณและการใช้หน่วยความจำตัวอย่างเช่นเราสามารถเลือกที่จะใช้การเรียงลำดับอย่างรวดเร็วแทนการเรียงลำดับฟองหรือเมื่อจำเป็นเราสามารถเลือกโครงสร้างข้อมูลที่ใช้หน่วยความจำน้อยลงตัวเลือกดังกล่าวสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินการของโปรแกรมและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากร

ไฮไลท์ของ STM32F103ZET6

ฟิลด์แอปพลิเคชันกว้าง

STM32F103ZET6 ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่าง ๆ ให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับวิศวกรและผู้ผลิตในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์สามารถใช้ในหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ยานพาหนะ (ECUs) ระบบความบันเทิงยานพาหนะและแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและประสบการณ์การขับขี่ของรถยนต์ในสาขาหุ่นยนต์สามารถใช้สำหรับการควบคุมหุ่นยนต์การประมวลผลข้อมูลเซ็นเซอร์และแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ เพื่อให้ได้การทำงานของหุ่นยนต์อัจฉริยะและเป็นอิสระในด้านการควบคุมอุตสาหกรรมสามารถใช้ในแอพพลิเคชั่นเช่น PLC (ตัวควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้) ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมและการควบคุมกระบวนการเพื่อให้ได้การรวบรวมและควบคุมข้อมูลที่มีประสิทธิภาพในสาขาของ Smart Home สามารถใช้สำหรับล็อคประตูอัจฉริยะการควบคุมแสงอัจฉริยะการควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะและแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ ช่วยให้เราบรรลุชีวิตที่บ้านที่ฉลาดและสะดวกสบายยิ่งขึ้น

ทรัพยากรการพัฒนาที่หลากหลายและการสนับสนุนเครื่องมือ

สำหรับ STM32F103ZET6, STMICROELTRONICS ให้ทรัพยากรการพัฒนาที่หลากหลายและการสนับสนุนเครื่องมือก่อนอื่นอย่างเป็นทางการให้เอกสารการพัฒนาที่สมบูรณ์และกิจวัตรประจำวันเพื่อช่วยให้นักพัฒนาเริ่มต้นและพัฒนาแอปพลิเคชันได้อย่างรวดเร็วประการที่สอง ST ยังมีสภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบบูรณาการที่ทรงพลัง (IDE) - STM32Cubeide ซึ่งรวมการแก้ไขรหัสการดีบักการรวบรวมและฟังก์ชั่นอื่น ๆ ให้นักพัฒนาซอฟต์แวร์การพัฒนาที่สะดวกนอกจากนี้ บริษัท ST ยังมีห้องสมุดไดรเวอร์ส่วนปลายและแพ็คเกจซอฟต์แวร์ซึ่งสามารถใช้งานได้อย่างรวดเร็วและปรับปรุงประสิทธิภาพการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

ประสิทธิภาพที่ทรงพลังและทรัพยากรที่หลากหลาย

STM32F103ZET6 ติดตั้งแกนกลางเยื่อหุ้มสมอง M3 ที่มีความถี่หลักสูงถึง 72MHz ซึ่งสามารถจัดการงานที่ซับซ้อนและการดำเนินงานตามเวลาจริงในขณะเดียวกันก็มีหน่วยความจำแฟลช 512KB และ SRAM 64KB ซึ่งให้พื้นที่จัดเก็บที่เพียงพอสำหรับโครงการของคุณนอกจากนี้ยังรองรับอินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงที่หลากหลายเช่น UART, SPI, I2C, CAN และอื่น ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการด้านการสื่อสารที่หลากหลายไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังมีช่องสัญญาณเอาท์พุท PWM หลายตัวซึ่งสามารถบรรลุเวลาและการควบคุม PWM ที่แม่นยำซึ่งนำความเป็นไปได้มากขึ้นมาสู่แอปพลิเคชันของคุณ

ระบบขั้นต่ำของ STM32F407ZET6

ระบบขั้นต่ำหรือระบบแอปพลิเคชันขั้นต่ำหมายถึงระบบที่สามารถทำงานกับไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียวที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่น้อยที่สุดระบบขั้นต่ำส่วนใหญ่ประกอบด้วยห้าส่วนหลัก: การดีบัก, รีเซ็ต, แหล่งจ่ายไฟ, นาฬิกาและชิปควบคุม

อินเตอร์เฟสดีบัก

ในระหว่างการพัฒนาโปรแกรมเรามักจะต้องดาวน์โหลดไฟล์ bin/hex และทำการดีบักการจำลองแบบออนไลน์เมื่อดำเนินการเหล่านี้เราสามารถใช้ SWD หรือ JTAGเมื่อเปรียบเทียบกับ JTAG โหมด SWD แสดงความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้นในโหมดความเร็วสูงและต้องใช้เพียง 4 พินดังนั้นในการพัฒนาจริง SWD มักใช้สำหรับการดำเนินงาน

รีเซ็ตวงจร

ชิปควบคุมหลักใช้โหมดรีเซ็ตระดับต่ำและ PIN NRST รับผิดชอบการดำเนินการรีเซ็ตการรีเซ็ตคีย์ฮาร์ดแวร์เป็นวิธีการรีเซ็ตระบบซึ่งรวมถึงการรีเซ็ตซอฟต์แวร์รีเซ็ตและการรีเซ็ตการยกเลิกการนับจำนวนสุนัขเฝ้าบ้านในวงจรคีย์ฟังก์ชั่นหลักของตัวเก็บประจุคือการ debounce กุญแจเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่มีการกระวนกระวายใจในระดับเมื่อคีย์ได้รับการติดต่อหรือปล่อยออกมาดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการเกิดความผิดปกติ

วงจรไฟฟ้า

ผ่าน LDO (ตัวควบคุมการออกกลางคันต่ำ) ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นแบบออกกลางคันต่ำเราสามารถแปลงแรงดันไฟฟ้า 5V เป็น 3.3V เพื่อให้แหล่งจ่ายไฟที่เสถียรสำหรับชิปควบคุมหลัก

วงจรนาฬิกา

Crystal Oscillator ทำจากคริสตัลควอตซ์เหตุผลที่คริสตัลควอตซ์สามารถใช้เป็นออสซิลเลเตอร์ขึ้นอยู่กับหลักการของเอฟเฟกต์ piezoelectric: เมื่อมีการใช้สนามไฟฟ้ากับทั้งสองขั้วของคริสตัลคริสตัลจะเปลี่ยนรูปแบบกลไกโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความถี่ของแรงดันไฟฟ้าสลับที่ใช้ตรงกับความถี่ธรรมชาติของเวเฟอร์ (ความถี่นี้ถูกกำหนดโดยขนาดและรูปร่างของเวเฟอร์) แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนเชิงกลจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "Resonance Piezoelectric"Crystal Oscillators สามารถแบ่งออกเป็น oscillators คริสตัลแบบพาสซีฟและ oscillators คริสตัลที่ใช้งานอยู่ แต่พวกเขาจะขึ้นอยู่กับหลักการทำงานของวงจร Pierce Oscillator

ความแตกต่างระหว่าง STM32F407ZET6 และ STM32F407VET6 คืออะไร?

STM32F407ZET6 และ STM32F407VET6 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์สองตัวจาก STMICROELECTRONICS ทั้งสองเป็นของ STM32F4 ซีรี่ส์พวกเขามีคุณสมบัติและประสิทธิภาพที่คล้ายกัน แต่มีความแตกต่างบางอย่างในบางแง่มุม

การกำหนดพิน

STM32F407ZET6 มีพินมากขึ้นซึ่งทำให้สามารถแสดงความยืดหยุ่นได้มากขึ้นเมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงอย่างไรก็ตามนี่ก็หมายความว่าจะต้องสงวนพื้นที่ PCB มากขึ้นในการออกแบบค่อนข้างพูด STM32F407VET6 อาจเหมาะสมกว่าเมื่อพื้นที่ PCB มี จำกัด เนื่องจากแพ็คเกจขนาดกะทัดรัดมากขึ้น

ประเภทแพ็คเกจ

STM32F407ZET6 ใช้รูปแบบบรรจุภัณฑ์ LQFP (แพ็คเกจ Quad Flat ต่ำที่มีชื่อเสียงต่ำ) ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นและมีหมุดมากขึ้นเพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ต่อพ่วงมันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์แอปพลิเคชันที่ต้องใช้พินมากขึ้นSTM32F407VET6 ใช้แพ็คเกจ TFBGA (อาร์เรย์กริดบอลบอลขนาดเล็ก) ซึ่งมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นและมีความหนาแน่นของพินที่สูงขึ้นทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีข้อ จำกัด ด้านพื้นที่อย่างเข้มงวด

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. ใช้ STM32F407 อะไร?

การใช้พลังงานต่ำของ STM32F407 ทำให้เหมาะกับหน่วยประมวลผลหลักของอุปกรณ์ IoT เช่นเซ็นเซอร์และคอนโทรลเลอร์ในเขตข้อมูลเช่นเครื่องมือเครื่องจักร CNC และหุ่นยนต์อุตสาหกรรม STM32F407 สามารถรับผิดชอบในการควบคุมระบบการเก็บข้อมูลและการประมวลผลและการสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วง

2. การเปลี่ยนและเทียบเท่า STM32F407ZET6 คืออะไร?

คุณสามารถแทนที่ STM32F407ZET6 ด้วย STM32F103ZET6TR, STM32F407ZET7 หรือ STM32F103ZET7TR

3. มีเครื่องมือพัฒนาอะไรบ้างสำหรับ STM32F407ZET6

STMICROELTRONICS จัดเตรียมชุดเครื่องมือการพัฒนาที่ครอบคลุมสำหรับ STM32F407ZET6 รวมถึงบอร์ดการประเมินผล DEBUGGERS และชุดพัฒนาซอฟต์แวร์ (SDKs)นอกจากนี้ผู้ขายบุคคลที่สามยังนำเสนอเครื่องมือการพัฒนาและอุปกรณ์เสริมที่เหมาะสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32