STM8/STM32系列微控制器框架介紹v2.0

ST意法半導體的微控制器產品系列非常廣泛，涵蓋了從穩定的低成本8位MCU到帶有各種復雜高級外設的32位ARM Cortex™-M0、Cortex™-M0+、Cortex™-M3和Cortex™-M4 Flash微控制器。意法半導體還通過推出超低功耗微控制器平臺而擴展了產品系列。同時，具有無可比擬的性價比及品種齊全的STM32產品線，在基于行業標準內核的基礎上，為用戶提供了大量開發工具和軟件選項，使該系列產品成為中小型項目和完整平臺的理想選擇。

一、STM8S主流型微控制器介紹

二、STM8L 超低功耗系列介紹

三、基于Cortex™-M0 的STM32 F0入門級系列

四、基于Cortex™-M0+的STM32 L0 超低功耗系列

五、基于Cortex™-M3的STM32 F1主流系列

六、基于Cortex™-M3的STM32 F2高端系列

七、基于Cortex™-M4具備DSP、FPU指令的STM32 F3系列

八、基于Cortex™-M4具備DSP、FPU指令的STM32 F4系列

九、基于Cortex™-M3的STM32L1超低功耗系列

十、基于Cortex™-M7具備DSP、FPU指令的STM32 F7系列

    STM8S主流型微控制器介紹

ST意法半導體的STM8S系列主流8位微控制器適于工業、消費類和計算機市場的多種應用，特別是要實現大批量產的情況。基于ST公司的STM8自有內核，STM8S系列采用ST的130納米工藝技術和先進內核架構，主頻可達24 MHz，處理能力高達20MIPS。嵌入式EEPROM、RC振蕩器和全套標準外設為設計者提供了穩定且可靠的解決方案。 

相關工具鏈，從經濟型探索套件到更復雜的評估套件和第三方工具，為利用STM8S微控制器進行開發提供了極大方便。

STM8S系列包括四個產品線，具有不同特性，但是保持了全面兼容性和可升級性，從而減少了未來產品設計變更。

 • STM8S003/005/007超值型是入門級產品，具有基本功能。

 • STM8S103/105基本型提供了更多特性和封裝選項。

 • STM8S20增強型配有全套外設，滿足中、高端應用的性能要求。

 • STM8S專用型提供了更多模擬特性和專用固件解決方案。

另外，ST也推出了類似8S系列的面向汽車應用規格的STM8AF系列。 STM8AF系列屬于模塊化產品，性能高，提供了短開發周期所需的靈活性。 真正的數據EEPROM以及經受高達150 度環境溫度的能力讓該系列適于汽車應用。

STM8L 超低功耗系列介紹

ST意法半導體的超低功耗產品線支持多種對功耗極為敏感的應用，例如便攜式設備。STM8L基于8位STM8內核，與STM32L系列一樣采用了專有超低漏電流工藝，利用最低功耗模式實現了超低功耗（0.30 uA）。 

STM8L系列包括4個不同的產品線，適于需要特別注意節約功耗的應用。

•STM8L101系列

  • 最低功耗模式：0.30 uA

  • 動態運行模式：150 uA/MHz

•STM8L151/152系列

  • 最低功耗模式：0.35 uA

  • 動態運行模式：180 uA/MHz

•STM8L162系列 

  • 最低功耗模式：0.35 uA 

  • 動態運行模式：180 uA/MHz

•STM8L051/052系列

  • 最低功耗模式：0.35 uA

  • 動態運行模式：180 uA/MHz

     STM32 F0入門級Cortex™-M0 MCU

意法半導體基于ARM® Cortex®-M0的STM32 F0系列器件實現了32位性能，同時傳承了其它高端STM32系列的重要特性，特別適合成本敏感型應用。STM32 F0 MCU集實時性能、低功耗運算和STM32平臺的先進架構及外設于一身。 

STM32F0x0超值系列在傳統8位和16位市場極具競爭力，并可使用戶免于不同架構平臺遷徙和相關開發帶來的額外工作。如果您的產品需要USB外設，現在就可以訂購一款STM32F070超值系列MCU。 

STM32F0x1系列實現了高度的功能集成，提供多種存儲容量和封裝的選擇，為成本敏感型應用帶來了更加靈活的選擇。 

STM32F0x2系列通過無晶振USB 2.0和CAN總線接口提供了豐富的通信接口，使它成為通信網關、智能能源器件或游戲終端的理想選擇。

工作電壓為1.8V ±8%的STM32F0x8系列非常適合用于智能電話、配件及媒體設備等便攜式消費類應用。

STM32 L0系列超低功耗MCU

基于ARM® Cortex®-M0+內核的STM32 L0 MCU通過優化從而具備了卓越的低功耗水平。由此產生了功耗性能破紀錄的真正超低功耗MCU。 

Cortex®-M0+內核與STM32超低功耗特性的獨有結合，使STM32 L0非常適合電池供電或供電來自能量收集的應用。

STM32 L0提供了動態電壓調節、超低功耗時鐘振蕩器、LCD接口、比較器、DAC及硬件加密。

新的自主式外設（包括USART、I²C、觸摸傳感控制器）分擔了ARM Cortex-M0+內核的負荷，減少了CPU喚醒次數，因此有助于減少處理時間及功耗。

它還內置有其它一些增值特性，例如16位ADC（硬件過采樣）、無需外晶振的USB、超低功耗模式中的短喚醒時間及低功耗模式下仍可工作的通信外設，實現了集成特性、高性能與超低能耗之間的完美平衡。

STM32 L0具有高達64 KB閃存、8 KB RAM及高達2 KB的嵌入式EEPROM（無需閃存模擬），采用32到64針封裝，包括節省空間的WLCSP36。

電流消耗參考值：

•  動態運行模式：低至87 μA/MHz

•  超低功耗模式 + 全RAM + 低功耗定時器：440 nA（16根喚醒線）

•  超低功耗模式 + 備份寄存器：250 nA（3個喚醒引腳）

•  喚醒時間：3.5 µs 

   STM32 L1系列超低功耗微控制器

意法半導體基于ARM® Cortex™-M3的STM32 L1系列采用意法半導體專有的超低泄漏制程，具有創新型自主動態電壓調節功能和5種低功耗模式，為各種應用提供了無與倫比的平臺靈活性。STM32 L1系列擴展了超低功耗的理念，并且不會犧牲性能。 

與STM32 L0及STM8L一樣，STM32 L1提供了動態電壓調節、超低功耗時鐘振蕩器、LCD接口、比較器、DAC及硬件加密功能。

除了超低功耗MCU以外，STM32 L1系列還提供了多種特性、存儲容量和封裝引腳數選項。該系列產品提供32~512KB Flash存儲器（高達

80KB的SDRAM和16KB真正的嵌入式EEPROM）和48~144個引腳，具有功耗超低和性能高的特點。

這種創新型架構（電壓調節、超低功耗MSI振蕩器）能夠以極低的功耗預算為您的設計實現更高的性能。大量嵌入式外設，例如USB、LCD接口、運算放大器、比較器、具有快速開/關模式的ADC、DAC、電容觸摸和AES，為STM32 L1系列提供了一個可擴展平臺，能夠滿足您的所有要求。

該系列包含4款不同的子系列：STM32L100超值型、STM32L151、STM32L152（LCD）和STM32L162（LCD和AES-128）。

為了簡化移植步驟和為您提供所需的靈活性，STM32 L1與不同的STM32 F系列均引腳兼容，為您打開了通往整個STM32體系的大門。

•  超低功耗模式：280 nA，具有備份寄存器（3個喚醒引腳）

•  超低功耗模式 + RTC：900 nA，具有備份寄存器（3個喚醒引腳）

•  低功耗運行模式：低至9 μA

•  動態運行模式：低至177 μA/MHz

STM32 F1系列主流MCU 

基于ARM® Cortex™-M3內核的STM32 F1系列主流型MCU滿足了工業、醫療和消費類市場的各種應用需求。憑借該產品系列，意法半導體在全球ARM Cortex-M 微控制器領域處于領先地位，同時樹立了嵌入式應用的里程碑。該系列利用一流的外設和低功耗、低壓操作實現了高性能，產品具備競爭力的價格、簡單的架構和簡便易用的工具及高集成度。 

該系列包含五個產品線，它們的引腳、外設和軟件均高度兼容。

•  超值型STM32F100 - 24 MHz CPU，具有電機控制和CEC功能

•  基本型STM32F101 - 36 MHz CPU，具有高達1MB的Flash

•  STM32F102 – 48 MHz CPU具備USB FS 

•  增強型STM32F103 - 72 MHz CPU，具有高達1MB的Flash、電機控制、    USB和CAN

•  互聯型STM32F105/107 - 72 MHz CPU，具有以太網MAC、CAN和USB 2.0 OTG 

   STM32 F2系列高性能MCU 

基于ARM® Cortex™-M3的STM32 F2系列采用意法半導體先進的90 nm NVM制程制造而成，具有創新型自適應實時存儲器加速器（ART加速器™）和多層總線矩陣， 實現了前所未有的高性價比。 

該系列具有集成度高的特點：整合了1MB Flash存儲器、128KB SRAM、以太網MAC、USB 2.0 HS OTG、照相機接口、硬件加密支持和外部存儲器接口。

意法半導體的加速技術使這些MCU能夠在主頻為120 MHz 下實現高達150 DMIPS/398 CoreMark的性能，這相當于零等待狀態執行，同時還能保持極低的動態電流消耗水平（175 µA/MHz）。

器件提供的封裝選項包括LQFP64、LQFP100、LQFP144、WLCSP66（< 4 × 4mm）、UFBGA176和LQFP176。

該系列包含2款產品，它們的引腳、外設和軟件均完全兼容。該系列產品與其他STM32產品也引腳兼容。

•  STM32F205/215 – 120 MHz CPU/150 DMIPS，高達1MB、具有先進連接功能和加密功能的Flash存儲器

•  STM32F207/217 – 120 MHz CPU/150 DMIPS，高達1MB、具有先進連接功能和加密功能的Flash存儲器

   STM32F205/215增 加了以太網MAC和照相機接口；封裝越大，GPIO數目和功能越多

     帶DSP和FPU指令的STM32 F3系列

STM32 F3系列具有運行于72 MHz的32位ARM® Cortex®-M4內核（帶有FPU和DSP指令）并集成多種模擬外設，從而降低應用成本并簡化應用設計，它包括：

•  超快速比較器（25 ns）

•  具有可編程增益的運算放大器

•  12位DAC

•  超快速12位ADC，單通道每秒5 M次采樣（每秒百萬次采樣），交替模式下可達到每秒18 M次采樣

•  精確的16位sigma-delta ADC（21通道）

•  內核耦合存儲器SRAM（程序加速器）是提高時間關鍵程序性能所專用的存儲器架構，可將性能提升43%

•  144 MHz高級16位脈寬調制定時器（分辨率 < 7 ns），用于控制應用

•  高分辨率定時器（217 ps），對供電和溫度漂移可自補償

•  靈活的互連矩陣可在外設之間自主式通信，節省了CPU資源和功耗。

•   與STM32 F0系列高度兼容，STM32 F3系列包括：

•  STM32F301、STM32F302、STM32F303通用產品線范圍從基本的、節省成本的外設集，直到具有更高的性能和模擬功能，可管理高達三個FOC電機控制

•  STM32F334具有高分辨率定時器（217 ps），復雜的波形生成器和事件處理程序（HRTIM），用于數字開關模式 電源、照明、焊接、太陽能和無線充電等數字功率轉換,

•  STM32F373具有16位sigma-delta ADC和7種內置增益，能夠在生物識別傳感器或智能計量等應用中實現高精度測量。

•  STM32F3x8產品線支持1.8 V的工作電壓

       帶DSP和FPU指令的高性能STM32F4系列

基于ARM® Cortex®-M4的STM32F4系列MCU采用了意法半導體的NVM工藝和ART加速器™，在高達180 MHz的工作頻率下通過閃存執行時其處理性能達到225 DMIPS/608 CoreMark，這是迄今所有基于Cortex-M內核的微控制器產品所達到的最高基準測試分數。 

由于采用了動態功耗調整功能，通過閃存執行時的電流消耗范圍為STM32F411的100 µA/MHz到STM32F439的260 µA/MHz。。

STM32F4系列包括八條互相兼容的數字信號控制器（DSC）產品線，是MCU實時控制功能與DSP信號處理功能的完美結合體：

• STM32F401 – 84 MHz CPU/105 DMIPS，尺寸最小、成本最低的解決方案，具有卓越的功耗效率（動態效率系列）                     

• STM32F411 – 100 MHz CPU/125 DMIPS，具有卓越的功率效率，更大的SRAM和新型智能DMA，優化了數據批處理的功耗（采用批采集模式的動態效率系列）

• STM32F446 – 180 MHz/225 DMIPS，高達512 KB的Flash，具有Dual Quad SPI和SDRAM接口

• STM32F405/415 – 168 MHz CPU/210 DMIPS，高達1 MB的閃存（Flash）、先進連接功能和加密功能

• STM32F407/417 – 168 MHz CPU/210 DMIPS，高達1MB的閃存（Flash），增加了以太網MAC和照相機接口 

• STM32F427/437 – 180 MHz CPU/225 DMIPS，高達2 MB的雙區閃存，具有SDRAM接口、Chrom-ART加速器™、串行音頻接口，性能更高，靜態功耗更低

• STM32F429/439 – 180 MHz CPU/225 DMIPS，高達2MB的雙區閃存，帶SDRAM接口，Chrom-ART Accelerator™ 和LCD-TFT控制器

• STM32F469/479 – 180 MHz CPU/225 DMIPS，高達2 MB的雙區閃存，帶SDRAM和QSPI接口，Chrom-ART Accelerator™、LCD-TFT控制器和MPI-DSI接口 

         STM32F7超高性能MCU系列  

STM32 F7 系列基于ARM® Cortex®-M7 內核技術，是世界上第一顆Cortex-M7內核的32位微處理器，同時它充分利用ST公司的 ART Accelerator™加速技術，讓其性能得到最大提升和優化。不論是執行內嵌于芯片內部的FLASH代碼還是片外存儲器，在CPU主頻200M的情況下,都能達到1000CoreMark/428DMIPS.

Cortex®-M7系列的指令系統向后兼容Cortex®-M4系列的指令集，這樣保證M4芯片到M7系列芯片的快速升級或移植。

STM32 F7 系列MCU在硬件管腳上與stm32f4 系列MCU可以做到PIN TO PIN的兼容。