浅析微控制器

　　摘 要：微控制器在生活中的应用变得越来越普遍，也同时让生活变得更方便、更美好。许多智能硬件都应用到了微控制器本文以STM32为例分析了STM32微控制器的分类、背景、特点、开发板结构和其特点以及应用场景和未来展望。
　　关键词：STM32；微控制器；应用场景；未来分析
　　一、STM32的概述
　　意法半导体公司（简称ST）推出的STM32微处理器是意法半导体公司推出的第一个基于ARM Cortex-M3内核的微控制器。STM32的出现将当前微控制器的性价比水平提升到了新的高度，步入了一个新的时代。
　　STM32微控制器是近年来迅速兴起的基于ARM Cortex一M3内核的高端32位微控制器代表。同时它在低功耗场合和硬实时控制场合中也表现出色。
　　STM32作为一个经典的微控制器系列，在市面流通的型号有：
　　基本型：STM32F101R6、STM32F101R8、STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB
　　增强型：STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103RB、STM32F103VB、 STM32F103VE、STM32F103ZE
　　二、STM32的特点
　　谈到STM32的特点，我们先来看看其内核Cortex-M3 的特点。Cortex-M3采用目前主流 ARM V7-M 架构，相比曾风靡一时的 ARMV4T 架构拥有更加强劲的性能，更高的代码密度，更高的性价比。 Cortex-M3 处理器结合多种突破性技术，在低功耗、低成本、高性能三方面具有突破性的创新。
　　从而STM32具有如下特点
　　（一）精密性
　　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，从而衍生出更为高级的9种转换模式。如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；如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定好的安全状态；如SPI接口设备含有一个硬件CRC单元，支持8位字节和16位平多数据的CRC计算，在对SD或MMC等存储介质进行数据存取时相当有用。
　　（二）可靠性
　　包括一个低电压检测器、一个时钟安全管理系统和两个看门狗定时器。两个看门狗定时器中的一个称为窗口看门狗。窗门看门狗必须在事先定义好的时间上下限到达之前刷新，如果过早或过晚地刷新它都将触发窗门看门狗复位。第2个看门狗称为独立看门狗。独立杆门狗使用外部振荡器驱动，二者相互独立，保证了可靠性。
　　（三）安全性
　　STM32可以锁住其内部Flash而使得破解人员无法通过调试端口读取其内容。当Flash的读保护功能开启之后，其写保护功能也就随之开启了。写保护功能常用于防止一些来历不明的代码写人中断向量表。但写保护不仅可以保护中断向量表，还可以更进一步地将其保护范围延伸到整个Flash中未被使用的区域。
　　三、STM32的应用场景
　　通信值班智能辅助系统的通信值班智能辅助系统、智能游客寻呼系统、智能家居系统设计、门户智能锁网络等等智能领域。目前在工业控制、消费电子、手持设备、汽车电子、安防监控、通讯、物联网、车联网等行业应用很普遍，在功能丰富的同时拥有超高的性价比。正因为其高性价比、适合手工DIY的优点，在高校学生群体中也有非常高的人气。
　　四、STM32开发板介绍
　　这里选择MiniSTM32 V3 开发板作为例子，因为其结构精小：
　　CPU： STM32F103RCT6， LQFP64， FLASH：256K， SRAM： 48K；
　　1 个标准的 JTAG/SWD 调试下载口 1 个红外接收头，配备一款小巧的红外遥控器 1 个 IIC 接口的 EEPROM 芯片， 24C02，容量 256 字节 1 个 SPI FLASH 芯片， W25Q64，容量为 8M 字节（即 64M bit） 1个 DS18B20/DS1820 温度传感器预留接口 1 个标准的 2.4/2.8/3.5/4.3/7 寸 LCD 接口，支持触摸屏1 个 OLED 模块接口（与 LCD 接口部分共用） 1 个 USB 串口接口，可用于程序下载和代码调试 1 个 USB SLAVE 接口等设备，用于 USB 通信
　　ALIENTEK MiniSTM32 V3 开发板的特点
　　a）小巧
　　整个板子尺寸为 8cm*10cm*2cm（包括液晶，但不计算铜柱的高度）。
　　b）灵活
　　板上除晶振外的所有的 IO 口全部引出，特别还有 GPIOA 和 GPIOB 的 IO 口是按顺序引出的，可以极大的方便大家扩展及使用，另外板载独特的一键下载功能，避免了频繁设置 B0、 B1 带来的麻烦，直接在电脑上一键下载。
　　c） 资源丰富
　　板载十多种外设及接口，可以充分挖掘 STM32 的潜质。
　　五、对STM32的展望
　　笔者认为STM32微控制器依托意法半导体公司本身雄厚的研发和生产实力，在正确的市场推广策略引导，迅速占据了国内高端微控制器的大部分应用领域。ARM7会被STM32取代，STM32偏向不带系统的工业控制，外围设备甚至比ARM7、ARM9更丰富。
　　参考文献：
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　　[2]正点原子团队 STM32 不完全手册（库函数版）[EB/OL].http：//www.openedv.com/ Forum.php，2016.
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　　[4]张东，黄莉，潘德情.高精度智能遥控式数控电源设计[J]. 重庆文理学院学报（自然科学版）， 2010（03）.
　　[5] 吴家平，沈建华.基于STM32微控制器的过采样技术研究与实现[J].计算机技术与发展，2010（02）.