Microcontrollers and components offered by STMicroelectronics
Microcontrollers and components offered by STMicroelectronicsA közzététel dátuma: 24-10-2024 🕒 17 olvasási idő
STMicroelectronics egy világszerte elismert gyártó. A vállalat félvezető alkatrészek teljes spektrumát kínálja, beleértve a következőket: diódák, interfész rendszerek, feszültségszabályozók és mikrokontrollerek. Ezek többsége megtalálható a TME termékkatalógusában.
Az alábbiakban megtalálhatja STMicroelectronics megoldásaink választékát. Ide tartoznak a márka által kínált legfontosabb termékcsoportok, azaz a diódáktól kezdve a komplex 32 bites mikrokontrollerekig. Ne feledje, hogy sok közülük közvetlenül a TME raktáraiból megvásárolható, ami lehetővé teszi a gyors kiszállítást ügyfeleink számára. A szöveg különösen testreszabott modelleket is bemutat. Mindenképpen olvassa el ezeket a termékeket.
STMicroelectronics alkatrészek
A szöveg a következő témákat tárgyalja:
- 8 bites mikrokontrollerek: univerzális és autóipari
- Az alapvető STM32 modellek paraméterei
- Nagy feldolgozási teljesítményű rendszerek
- Kompakt 32 bites mikrokontrollerek
- STM32 megoldások mobil eszközökhöz
- Mikrokontrollerek vezeték nélküli IoT eszközökhöz
- Tanulás és prototípus-készítés STM fejlesztői készletekkel
- Az RS232/422/485 interfész megvalósítása
- Transil™ és túlfeszültség-védelem mikrokontrollerekhez
- Pontos feszültségszabályozás és cellatöltés
Mikrokontrollerek
Először nézzük meg közelebbről a mikrokontrollereket. Hasonlóan számos más beszállítóhoz, a STMicroelectronics is két fő csoportra osztja mikrokontroller kínálatát, azaz 8 bites és 32 bites rendszerekre. Manapság olyan tényezőknek köszönhetően, mint a miniatürizálás és a speciális perifériák fejlesztése, számos egyszerű áramkör elegendő ahhoz, hogy hatékonyan kezelje akár a nagyon összetett eszközök működését is. Ugyanakkor a STMicroelectronics szoftver nagyban megkönnyíti a 32 bites rendszerek beállítását és programozását.
8 bites STM8 vezérlők
A STM8 mikrokontrollerek 8 bites architektúrára épülnek, és egyszerű alkalmazásokhoz készültek, ahol az alacsonyabb feldolgozási teljesítmény is elegendő. SMD tokozásban (LQFP, SO, TSSOP, UFQFPN) érhetők el, és olyan verziókban kaphatók, amelyek feszültségellátása 1,65 V-tól 3,6 V-ig vagy 3 V-tól 5,5 V DC-ig terjed. Magjuk 16 MHz vagy 24 MHz frekvenciájú jelekkel működik. Támogatják a „klasszikus” soros protokollokat (UART, I2C, SPI), valamint bizonyos modellek esetében a CAN-t is. Ez utóbbi jellemző lehetővé teszi, hogy az STM8AF és ASTM8AL család termékei autóipari alkalmazásokban is használhatók legyenek. Megfelelnek az AEC-Q100 szabványnak és az ASIL besorolásnak, valamint kiterjesztett gyártói műszaki támogatási garanciával érhetők el.
A STM8S komponensek családját fogyasztói és ipari berendezésekben, illetve más alkalmazásokban használják. Ezek integrált 8 bites számlálókkal, 10 bites A/D átalakítókkal (legfeljebb 16 darab) és EEPROM memóriával vannak felszerelve. További megkülönböztető jellemzőjük a nagyszámú GPIO láb és a különböző SMD tokozások választéka (legfeljebb 80 lábbal). Az utolsó, de nem kevésbé fontos csoport a 8 bites mikrokontrollerek közül a STM8L vezérlők, amelyek a legalacsonyabb energiafogyasztási besorolással rendelkeznek. Alvó módban ezek az áramkörök csak 300 nA-t igényelnek, ami azt jelenti, hogy megfelelnek a követelményeknek olyan eszközöknél, amelyeket (újratölthető) akkumulátorok látnak el energiával, valamint távoli áramköröknél, amelyeket fotovoltaikus cellák vagy szélturbinák táplálnak.
Korszerű STM32 megoldások
A STMicroelectronics által kínált 32 bites mikrokontrollerek modelljeinek megnevezése STM32. Ezek ARM Cortex-M magokra épülnek, és a processzorok különböző verzióit használják, például M0, M3, M4, M7 és M33. Ennek köszönhetően a választékban szereplő termékek különböző feldolgozási teljesítményű megoldásokat kínálnak, valamint energiatakarékos és speciális változatokat is, például vezeték nélküli alkalmazásokhoz.
Fontos megjegyezni, hogy az STM32 mikrokontrollerek fő előnyei közé tartozik a hosszú távú műszaki támogatás és a magas megbízhatóság, így gyakran az ipari vagy orvosi eszközök „szívét” képezik. További előny, hogy az áramkörök programozhatók a gyártó által fejlesztett, átfogó STM32Cube környezetben (ingyenes szoftver). Ez nagyban megkönnyíti a rendszer beállítási folyamatát, és hardver absztrakciós réteget kínál az összes beszállító által kínált 32 bites vezérlőhöz. Az STM32Cube számos beépített könyvtárat tartalmaz, amelyek megkönnyítik az interfészek (beleértve az USB-t is) vagy összetett protokollok (pl. TCP/IP) működtetését. A részletesebb környezetleírásért tekintse meg az alábbi videót:
Az STM32 mikrokontrollerek széles körű alkalmazási lehetőségeit a támogatott kommunikációs módszerek lenyűgöző száma biztosítja. Ezek közé tartoznak az alapvető interfészek, mint például az SPI, I2C és UART, de támogatják az adatátvitelt USB, CAN és IrDA használatával is. Egyes modellek integrált hálózati vezérlőkkel rendelkeznek (Ethernet). A gyártó választékában olyan rendszerek is megtalálhatók, amelyek támogatják a népszerű audio-videó adatátviteli szabványokat (HDMI, I2S, SPDIF, MIPI és DAC kimenet), így lehetővé teszik összetett grafikus interfészek (HMI) és multimédiás eszközök fejlesztését. Ezen túlmenően az STM32 rendszerek olyan perifériákat is integrálnak, mint a PWM generátorok, számlálók, analóg-digitális átalakítók (ADC), működtető erősítők, RTC-k stb.
Ez a széleskörű funkcionalitás azt jelenti, hogy a STMicroelectronics termékei valóban többcélú megoldások, és a beágyazott Cortex-M technológia energiatakarékossá, biztonságossá és egyszerűvé teszi a tervezők számára. Tökéletesen megfelelnek a magas technológiai alkalmazások, például a akkumulátoros és IoT eszközök szigorú követelményeinek. A gyártó továbbá az általános specifikációk alapján különbözteti meg az STM32 rendszereket – lásd az alábbi leírást.
Nagy teljesítményű processzorok
Az STM32 mikrokontroller processzorok olyan változatokban is elérhetők, amelyek akár 600 MHz-es órajelen működnek (Cortex-M7 mag esetén), és összetett valós idejű vezérlők építésére szolgálnak. Előnyeik közé tartozik a legfeljebb 2 MB-os programmemória, valamint az olyan fejlett integrált perifériák, mint például: akár 32 bites felbontású időzítők és számlálók, kriptográfiai koprocesszorok (amelyek támogatják az aszimmetrikus és szimmetrikus titkosítást [PKA/AEC]), SD/MMC interfészek és grafikai gyorsítók (Chrom-ART).
| Család | Architektúra | Frekvencia [MHz] |
SRAM [kB] |
FLASH [kB] |
|---|---|---|---|---|
| STM32F2 | Cortex-M3 | 120 | 64…132 | 128…1024 |
| STM32F4 | Cortex-M4 | 84…180 | 32…384 | 64…2048 |
| STM32F7 | Cortex-M7 | 216 | 256…512 | 64…2048 |
| STM32H5 | Cortex-M33 | 250 | 32…640 | 128…2048 |
| STM32H7 | Cortex-M4/7 | 280…600 | 128…1408 | 64…2048 |
Általános célú modellek
Az általános célú rendszerek közé többnyire vonzó árú mikrokontrollerek tartoznak, amelyekhez minimális számú külső komponens szükséges (például leválasztó/szűrő kondenzátorok), és kompakt SMD tokozásban (pl. UFQFPN32) kaphatók. Az ebbe a csoportba tartozó kiválasztott termékcsaládok (STM32F3, STM32G4) vegyes jelek támogatására lettek tervezve, integrálva műveleti szorzókat, nagy felbontású A/D és D/A átalakítókat, valamint komparátorokat.
| Család | Architektúra | Frekvencia [MHz] |
SRAM [kB] |
FLASH [kB] |
|---|---|---|---|---|
| STM32C0 | Cortex-M0+ | 48 | 6…12 | 16…32 |
| STM32F0 | Cortex-M0+ | 48 | 4…32 | 16…256 |
| STM32F1 | Cortex-M3 | 24…72 | 4…96 | 16…1024 |
| STM32F3 | Cortex-M4 | 72 | 16…80 | 16…512 |
| STM32G0 | Cortex-M0+ | 64 | 8…144 | 16…512 |
| STM32G4 | Cortex-M4 | 170 | 32…128 | 32…512 |
Energiahatékony mikrokontrollerek
A legmodernebb alkalmazások gyakran alacsony energiafogyasztást igényelnek, ami kulcsfontosságú jellemzővé vált. Ez az igény a vezeték nélküli, akkumulátoros eszközök növekvő keresletéből, valamint a ergonomikus és környezetbarát elektronikai berendezések gyártásának törekvéséből fakad. Az STM32 kínálatban olyan mikrokontroller családok találhatók, amelyek különösen alkalmasak ilyen alkalmazásokhoz, például a Cortex-M0+ processzorral felszerelt modellek, amelyek az ARM portfóliójának legenergiahatékonyabb egységei. Ezek a rendszerek mindössze 230 nA-t igényelnek az alvó mód fenntartásához, és körülbelül 50 µA/MHz-t fogyasztanak normál működés közben.
| Család | Architektúra | Frekvencia [MHz] |
SRAM [kB] |
FLASH [kB] |
|---|---|---|---|---|
| STM32L0 | Cortex-M0+ | 25…32 | 2…20 | 8…192 |
| STM32L1 | Cortex-M3 | 32 | 4…80 | 32…512 |
| STM32L4 | Cortex-M4 | 80 | 40…320 | 64…1024 |
| STM32L4+ | Cortex-M4 | 120 | 320…640 | 512…2048 |
| STM32L5 | Cortex-M33 | 110 | 256 | 256…512 |
| STM32U0 | Cortex-M0+ | 56 | 12…40 | 16…256 |
| STM32U5 | Cortex-M33 | 160 | 272…3072 | 128…4096 |
Vezeték nélküli alkalmazásokhoz
Az STM32 vezérlők áttekintése nem lenne teljes a vezeték nélküli adatátvitelre tervezett termékek említése nélkül. Az STM32WB termékcsaládba tartozó rendszerek két processzorra épülnek, nevezetesen a Cortex-4 (felügyeleti és funkcionális egység) és a Cortex-0+ processzorra, amely ebben az esetben kommunikációs koprocesszorként működik. Az ebbe a csoportba tartozó modellek natív támogatást biztosítanak a Bluetooth (BLE 5.4 verzió) számára, és olyan alkalmazásokhoz lettek tervezve, amelyek Zigbee és OpenThread technológiákat használnak (valójában támogatják az IEEE 802.15.4 specifikációban említett összes szabványt).
| Család | Architektúra | Frekvencia [MHz] |
SRAM [kB] |
FLASH [kB] |
|---|---|---|---|---|
| STM32WB | Cortex-M4/0+ | 64 | 16…256 | 64…1024 |
Fejlesztőkészletek
Az STMicroelectronics megoldásait választó tervezők széles körű fejlesztési eszközök közül választhatnak. Ezek közé tartoznak az STM8 vagy STM32 platformok, amelyek kényelmes tanulási, prototípus-készítési és tesztelési lehetőségeket biztosítanak. A folyamat megkönnyítése érdekében egyes fejlesztőlap modellek Arduino Uno szabvánnyal kompatibilis csatlakozókkal vannak ellátva, hogy kihasználják a platformhoz elérhető kiterjesztések széles választékát. A gyártó azonban mindenekelőtt az egyes áramkörökben telepített mikrokontroller típusához megfelelő komponenseket tartalmazza, mint például GPIO csatlakozók, interfész csatlakozók (Ethernet, USB, HDMI, audio Jack 3,5 mm, RCA, MIPI-CSI/DSI stb.), LCD-k és memóriakártya-nyílások.
Továbbá, elérhetők az STM fejlesztőkészletek speciális verziói is, például olyan áramkörök, amelyek a motorvezérléshez vagy vezeték nélküli kommunikációhoz kapcsolódó projektek megvalósítását teszik lehetővé (WiFi/Bluetooth modulok integrálásával).
Egyéb rendszerek és komponensek
A STMicroelectronics termékválasztéka magában foglal más rendszereket és komponenseket is, amelyek közvetett kapcsolatban állnak a mikrokontrollerekkel. Fontos megjegyezni, hogy ez az áttekintés nem tartalmazza a beszállító összes, a TME katalógusában elérhető termékét, hanem csak azokat a termékeket, amelyeket leggyakrabban használnak mikroprocesszoros rendszerekben vagy STM8/STM32 megoldások által vezérelt eszközökben.
Interfész rendszerek
Annak érdekében, hogy a lehető legszélesebb körű áramköri kompatibilitást biztosítsák, a gyártók és tervezők népszerű, bevált kommunikációs szabványokat alkalmaznak. A professzionális berendezések esetében ez elsősorban az RS232 soros interfész, annak továbbfejlesztett változata (RS422), valamint az RS485 szabvány, amelyet gyakran használnak ipari alkalmazásokban.
A STMicroelectronics számos interfész áramkört gyárt, amelyek támogatják ezeket a kommunikációs módszereket, lehetővé téve a mikrokontroller alapú eszközök (bármely gyártótól) integrációját automatizálási, vezérlési és más szabványos rendszerekbe. A szabvány specifikációja által biztosított zajvédelem mellett (különbözeti jelek az RS-485 szabványban), ezek az interfészek magasabb ESD védelemi szintet is biztosítanak. Ezért ipari alkalmazásokban, HVAC vezérlőkben, telekommunikációs vagy robotizált megoldásokban is felhasználhatók.
A feszültségtartományuk 3 V és 5,5 V DC között mozog. Egy csomagban akár 5 adó-vevő is lehet, a maximális átviteli sebességük pedig elérheti a 25 Mb/s-ot. Minden termék kompakt, felületszerelt (SMD) formátumban érhető el.
Túlfeszültségvédő diódák
A nagyobb rendszerek kommunikációjához kapcsolódó védelmi intézkedésekről (ESD és elektromágneses interferencia [EMI]) már korábban szó esett. Ebben az összefüggésben meg kell említeni a félvezetős védelmi intézkedéseket is, amelyek megakadályozzák a rendszerek túlfeszültség vagy feszültséglökések által okozott károsodását. A Transil™ diódák, vagyis a túlfeszültségvédők (TVS) elnyelik a jelvezetékekben fellépő impulzuszavarokat. Minimalizálják a mikrokontrollerek/interfészek sérülésének kockázatát. Bekapcsolási idejük egyetlen pikoszekundumban mérhető.
A TVS (egysávos és kétsávos diódák) THT és SMD verzióban, valamint diódasorok formájában is elérhetők. Széles paraméterválasztékuk különleges figyelmet érdemel. Ezek az alkatrészek 3,6 V-tól 440 V-ig terjedő átütési feszültséggel rendelkeznek, és akár 5 kW teljesítményt is el tudnak disszipálni, a csúcsáram elérheti a 0,5 kA-t. A választékban szereplő termékek közül néhány kifejezetten autóipari alkalmazásokhoz készült (elsősorban a CAN buszok védelmére).
Feszültségszabályozók
A STMicroelectronics által kínált alkatrészek áttekintéséből nem maradhatnak ki a feszültségszabályozók, amelyek terén a gyártó különösen nagy tapasztalattal rendelkezik. A klasszikus lineáris komponenseken kívül különféle állítható megoldásokat is kínálnak (0,5 V-tól 37 V DC-ig), LDO jellemzőkkel, valamint kapcsolóüzemű DC/DC átalakítókat (buck és boost) is, amelyek feszültséget szolgáltatnak 0,2 V-tól 900 V DC-ig, max. 4 A-ig. Ezek a termékek felületszerelt és furatszerelt verzióban is elérhetők, széles működési hőmérséklettartománnyal, valamint 2-csatornás és többcsatornás változatban is, amelyek megkönnyítik az összetett tápáramkörök tervezését.
