stm32单片机介绍（32是单片机吗）

stm32单片机介绍

STM32系列芯片是为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的ARM Cortex M0, M0+, M3, M4和M7内核，按照内核架构分成不同的产品。其主流的产品有STM32F0、STM32F1和STM32F3；超低功耗产品STM32L0、STM32L1、STM32L4以及STM32L4+；性能产品STM32F2、STM32F4、STM32F7以及STM32H7。

在本文中以介绍笔者使用过的两款单片机STM32F103ZET6以及STM32F407IG为主，此外还会介绍常用的STM32F407VET6、STM32F429IGT等单片机。

1、STM32F103ZET6

STM32F103X6是一款中等容量增强型，32位基于ARM核心的微控制器，它主要拥有以下特点：

1、内核：ARM32位CortexTM-M3 CPU，**72MHz工作频率，单周期乘法和硬件除法;2、存储器：64K或128K字节闪存成熟存储器，高达20K字节SRAM；3、时钟、复位和电源管理：23.6V供电和I/O引脚，上电/断电复位、可编程电压监测器，416MHz晶体振荡器，内嵌出厂调校8MHz振荡器，产生CPU时钟的PLL，带校准功能的32KHz RTC振荡器；4、低功耗：睡眠、停机和待机模式，VBAT为RTC和后备寄存器供电；5、2个12位A/D转换器（16个输入通道），速度为1us：转换范围0~3.6V，双采样和保持功能，温度传感器；6、DMA（直接存储器访问）：7通道DMA控制器，支持定时器、ADC、SPI、IIC和USART等外设；7、多达80个快速I/O口：所有I/O口都可以映射到16个外部中断，几乎所有的端口均可容忍5V的输入信号；8、调试模式：串行单线调试（SWD）和JTAG接口；9、多达7个定时器：3个16位定时器每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM/脉冲计数的通道和增量编码器输入，1个16位带死区控制和紧急刹车用于电机控制的PWM高级控制定时器，2个看门狗定时器（独立型和窗口型），24位自减型计数器（系统时间定时器）；10、多达9个通信接口：2个IIC接口，3个USART接口，2个SPI接口，1个CAN接口，1个USB2.0全速接口；11、ECOPACK封装

对于STM32F103系列的系统结构如下图中所示，从这样一个内部资源图中可以很清楚地看到芯片内部的各种资源之间的连接关系，它们各自的功能如下：

1、ICode总线：将Cortex-M3内核的指令总线与Flash指令接口相连接，指令预取在这条总线上完成；2、DCode总线：将Cortex-M3内核的DCode总线与Flash指令接口相连接，用以常量的加载和调试访问；3、Syetem总线：连接Cortex-M3内核的系统总线（外设总线）到总线矩阵，总线矩阵用以协调内核和DMA之间的访问；4、DMA总线：将DMA的AHB主控接口与总线矩阵相连，总线矩阵协调CPU的DCode和DMA到SRAM、闪存和外设的访问；5、总线矩阵：是用来协调内核System总线和DMA主控总线之间的访问仲裁，仲裁使用轮换算法。总线矩阵包含4个驱动部件（DCode、System、DMA1和DMA2总线）以及4个被动部件（Flash接口、PSMC和AHB2APB桥）。AHB外设通过总线矩阵与系统总线相连，允许DMA访问。6、AHB/APB桥：恋歌AHB/APB桥在AHB和2个APB总线间提供同步连接。APB1操作速度限制为36MHz，APB2不限速（72MHz）。在每一次复位以后，所有除SRAM和Flash以外的外设都将被关闭，使用任意一个外设之前，必须要设置寄存器RCC_AHBENR来打开该外设的时钟。

通过STM32内部的多通信接口可外接的设备有：

USART接口：ESP8266 WIFI模块、GSM模块、蓝牙模块、GPS模块、指纹识别模块等；IIC接口：OLED屏、MPU6950、EEPROM等；SPI接口：VS1053音频模块、串行Flash、电阻屏等；AD/DA接口：光敏传感器、温湿度传感器、烟雾传感器、示波器等；CAN接口：电子调速器、以及各种CAN设备。

2、STM32F407IG

STM32F407IG是一款带DSP和FPU的高性能基础款系列，32位基于ARM核心的微控制器，它主要拥有以下特点：

1、内核：ARM32位CortexR-M4 CPU with FPU，**168MHz工作频率，ART（自适应实时加速器），来自Flash存储的允许0等待状态（系统中五延时子程序时，所有输入参数都可以在第一时间得到响应，保证系统及时处理外部事件）；2、存储器： 高达1MB的Flash存储，192+4KB的SRAM，以及包含64KB的CCM（核心耦合内存）；3、LCD并行接口，8080/6800模式；4、时钟、复位和电源管理： 1.83.6V供电电源和I/O，POR\PDR、PVD和BOR，426MHz晶体振荡器，内部16MHz工厂调校的RC（精度为1%），具有校准的内部32KHz RC5、低功耗： 睡眠、停机和待机模式，VBAT为RTC和后备2032位寄存器+4KB备份SRAM供电；6、312位，2.4 MSPS A/D转换器：高达24个通道和7.2 MSPS三重交错模式；7、2*12位D/A转换器；8、通用DMA：16-stream DMA具有FIFO和突发支持的控制器9、多达17个定时器：最多12个16位和2个32位定时器，**168MHz，每个定时器最多4 IC/OC/PWM或脉冲计数器和正交（增量）编码器输入；10、调试模式：串行线调试（SWD）和JTAG，Cortex-MX嵌入式跟踪MacrocellTM ；11、多达140个具有中断功能的I/O端口：高达136个快速I/O、频率高达84MHz，多达138个5V耐压I/O；12、多达15个通信接口：多达3个IIC接口（SMBus/PMBus），多达4个USART/UART（10.5Mbit/s），7816接口LIN、IrDA及调制解调器控制，多达3个SPI（42Mbit/s）其中2个具有多路复用器，全双工I2S，2路CAN接口（2.0B），SDIO接口；13、网络连接：USB2.0全速设备/主机/OTG带有片上PHY的控制器，USB2.0高速/全速具有专用功能的设备主机/OTG控制器DMA以及片上全速PHY和ULPI，具有专用DMA的10/100以太网MAC支持IEEE 1588V2硬件MII/RMII；14、8至14位并行摄像头接口，**可达54Mbytes/s；15、真随机数生成器；16、CRC计算单元；17、96位**ID；18、RTC：亚秒级精度，硬件日历。

可以看出STM32F4系列的单片机相较于F1具备更多的硬件资源，以及更高的晶振频率，因此它也能够实现更多更复杂的任务功能。

3、其它类型

对于其他类型的STM32系列，比较常见的有STM32F407VET6以及STM32F429IGT单片机，这两款芯片的结构同属于F4类型。因此在这里就不在过多解释，主要介绍在淘宝中以这两款芯片作为主控CPU所设计的开发板。（1）淘宝上的某款基于F407的单片机开发板如下图中所示，其具有板载SD卡座、RTC电池CR1220、无线通信NRF2401接口、支持FNsc液晶接口多用户按键以及所有CPU-0引出的基本特性，其具体的参数如下表中所示：

内核

Cortex-M4 32-bit TISC

特性

单周期DSP指令

工作频率

168MH 210D MIPS/1.25 DMIP/MHz

工作电压

1.8～3.6V

封装

LQRP 100

存储资源

512KB Flash 192+4KB SRAM

资源

3SPI、3USART、2UART、3IIC、1FSMC、1SDIO、2CAN、1USB 2.0 FS/HS控制器（带有专用DMA）、1USB HS ULPI（用于外接USB HS PHY）、110/100 Ethemet MAC、3A/D（12位，lus，分时24道）、2D/A（12位）

32是单片机吗

单片机的8位或32位说的是什么呢？

要搞懂这个问题，首先要搞明白8位或32位说的是单片机的哪一个部件。

这是单片机的内部框图，你看单片机内部有这么多部件构成，并不单单是一个CPU，它内部还集成了很多其它部件。

我们平时所说的这个单片机是多少位的，说的是这个单片机的CPU是多少位的，而和其它的部件无关。

而CPU也是由很多部件构成的，真正决定这个单片机或者处理器是多少位的，其实取决于ALU，ALU是Arithmetic logic unit的首字母缩写，即逻辑运算单元。

CPU是单片机的核心，而ALU是CPU的核心。

CPU所有的运算靠的都是ALU，它专门执行算术和逻辑运算，例如加减乘除运算、与或非。

我们所说的这个单片机是多少位的，其实说的是的ALU的位数，8位单片机的ALU是8位的。

A、B是它的数据输入,Y是输出

8位的ALU一次性最多可以处理8位数据。

比如计算两个8位二进制相加，

只需要给A和B输入两个8位二进制数，它的输出端就能计算这两个8位二进制相加的和。

而32位单片机的ALU是32位的，一次可以计算两个32位二级制数相加。

那8位机可以进行16位或者32位的计算吗？

这也是可以的，但是相对麻烦一些，比如当我们对8位单片机编程时，所定义的int型数据就是16位的，那么8位机就需要把这个16位数分成两个字节，分别计算。

计算32位数据也一样，在8位机当中，我们定义的long int整型数据其实是32位的，这样8位单片机就得把32位数据分成4个字节来分别计算。

如果是32位单片机，则它的ALU是32位的，计算32位数据只需要一次运算就完事了。

这就是32位单片机的优势所在。

而对于计算8位数据，8位或者32位单片机在速度上几乎差不多。

ALU和其它部件的数据传输靠的是数据总线，所以我们一般的说法是，8位单片机中的8位指的是数据总线的位宽是8位。

但其本质上还是它的ALU一次性最多能处理多少位数据。

数据总线是传输数据的，比如数据总线传输的是0101 0000，那么RAM的某一个字节就会存储0101 0000，但是RAM存储器有很多个字节，我们怎么确定要给哪一个字节存储数据呢？

这就得靠地址总线了，它可以指定给RAM存储器的哪一个字节存储数据。

在RAM存储器的最开始有一个地址译码器的部件。

这是一个两位译码器，它有两个输入，四个输出。

如果我们给它输入00，它的第一根线输出1（高电平），此时只有第一个RAM字节可以被数据总线写入；

而给它输入10，它的第二根线输出1(高电平)，指向第二个RAM字节。

以此类推，它可以单独控制每一根线的输出1。

它一共有4种不同的输入，则每一个不同的输入，对应一个输出线是高电平。

在最开始，8位单片机的地址总线是8位的，对应的RAM存储器的地址译码器也是8位的。

则它最多可以寻址到256个字节，即这种单片机的RAM值**可拓展到256字节。

后来256字节不够用了，人们把8位机的地址总线拓展到了16位，则此时它可以寻址到的65536个字节，也就是64KB的RAM空间，虽然地址总线是16位的，但是数据总线是8位的，所以它还是8位单片机。

随着技术的发展，64KB的内存逐渐满足不了人们的需要。

所以32位CPU就显现出它的优势来了，它不仅有32位的数据总线，地址总线也拓展到了32位。

这样它可以寻址的内存空间就达到了42亿多字节、即4GB，在嵌入式领域几乎用不到4GB的内存空间。

虽然在嵌入式领域用不到这么多内存，但是在电脑端，CPU对RAM要求却很高，比如32位的电脑处理器，4GB早已不能满足人们的需求，后来的故事我们也都知道了，32位处理器也慢慢被淘汰了，64位处理器开始大行其道。

好了这就是我对8位单片机和32位单片机的理解，希望对你有帮助。