Лабораторная работа №3. Изучение основ использования микроконтроллеров STM32, библиотеки STM32 Standard Peripherals Library и среды разработки Keil

Лабораторная работа №3.
Изучение основ использования микроконтроллеров STM32, 

библиотеки STM32 Standard Peripherals Library и среды разработки Keil 

Ход работы
1. Изучить теоретические сведения к лабораторной работе.
2. Выполнить практическую часть лабораторной работы.
3. Модифицировать программу в соответствии со своим вариантом.
4. Подготовить отчет по работе.
5. Ответить на контрольные вопросы.

Теория

1. Микроконтроллер STM32 F1
STM32 – это микроконтроллер, построенный на ядре ARM Cortex-M3. 

Данное ядро имеет много преимуществ, которые будут перечислены ниже, но 
его основное преимущество на сегодняшний день – универсальность. За два 
года Cortex-M3 стал индустриальным стандартом. Об этом говорит 
количество производителей, присоединившихся к данной архитектуре. Все 
основные производители микроконтроллеров, которые присутствуют в 
России, кроме Microchip, имеют или развивают решения на основе этой 
архитектуры: STMicroelectronics, Texas Instrument, NXP, ATMEL, Analog 
Devices, Renesas и т.д. Компания ST одна из первых выпустила свои 
микроконтроллеры Cortex-M3 (2007 г.) и быстро стала доминирующим 
игроком на этом рынке.

Основная причина популярности данных микроконтроллеров на мировом 

рынке – низкая цена, которая сопоставима с 8-и битными 
микроконтроллерами, и лучшее соотношение цена/функционал. Простейший 
микроконтроллер семейства STM32F100C4T6 c 16 килобайтами на борту 
стоит меньше 1 евро, при этом по характеристикам и периферии опережает 
любую AVR ATMega, которая, кстати, все равно стоит дороже. Цена на 
микросхемы старшей линейки с аппаратным USB и Ethernet (STM32F103) 
порядка 3 евро.

Еще одна из причин распространения STM32 – возможность upgrade c

минимальными затратами: все микросхемы совместимы по выводам внутри 
семейства STM32, что позволяет менять объем памяти (флэш-память и ОЗУ) 
и периферию (Ethernet, USB, CAN, и т.д.), не трогая печатную плату.

Архитектура микроконтроллера показана на рисунке 

Параметры типичного микроконтроллера семейства STM32 F1 

перечислены ниже:

■ Ядро ARM 32-bit Cortex™-M3 CPU Core 
– 72 MHz тактовая частота,
– Индекс производительности 1.25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1) 

– Аппаратное умножение и деление за один такт процессора 
■ Память
– 16 or 32 KB - энергонезависимая память программ (Flash memory)
– 6 or 10 Kbytes - оперативная память (SRAM)
■ Питание, тактовый генератора, сброс
– напряжение питания от 2.0 до 3.6 V
– автоматический сброс при понижении питания, программируемый 

детектор напряжения (PVD)

– генератор для работы с кварцевыми резонаторами от 4 до 16 MHz
– внутренний RC-генератор 8 MHz
– внутренний RC-генератор 40 kHz
– умножитель частоты (PLL) для тактовой частоты ядра
– генератор 32 kHz для часов с низким потреблением
■ Энергосберегающий режим
– Режимы Sleep, Stop и Standby
– отдельный вывод VBAT для подключения батарейки
■ Два АЦП разрядностью 12-бит, быстродействие 1 мкс, 16 каналов
– Измеряемое напряжение: 0 to 3.6 V
– Возможность параллельного включения АЦП для двукратного 

увеличения скорости

– Внутренний датчик температуры
■ Прямой доступ к памяти
– 7-и канальный контроллер прямого доступа к памяти 
– прямой доступ к периферии: таймеры, АЦП, SPI, I2C и USART
■ Линии ввода-вывода
– до 51 программируемых ножек микроконтроллеров для логического входа 

и выхода

– прерывание по изменению сигналов на выводах
– толерантность к 5 В логическим уровням
■ Отладка
– Двухпроводной интерфейс SWD 
– стандартный интерфейс JTAG
■ Таймеры
– Два 16-битных таймера, каждый из которых с функциями ШИМ и входом 

квадратурного энкодера 

– 16-битный таймер с функцией генерации трехфазного ШИМ для 

управления электродвигателем, с генерацией мертвого времени и аппаратным 
аварийным отключением

– Два сторожевых таймера
– Таймер SysTick разрядностью 24 бита для формирования задержек в 

программе

■ Коммуникационные интерфейсы
– Два интерфейса I2C (SMBus/PMBus)
– Два интерфейса USART (УСАПП) (интерфейсы ISO 7816, LIN, IrDA)