应用领域：智能家居

方案类型：成品

主控芯片：STM32

方案概述

测控管理用电设备的电源，测量该设备进线端，可以实时查看设备的电压和电流，并通过无线或有线传输到上位机软件，由软件来监控和绘制设备的运行状态。设备还具有通信功能，可实时发送到微信等APP。

STM32

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核(ST's product portfolio contains a comprehensive range of microcontrollers, from robust, low-cost 8-bit MCUs up to 32-bit ARM-based Cortex®-M0 and M0+, Cortex®-M3, Cortex®-M4 Flash microcontrollers with a great choice of peripherals. ST has also extended this range to include an ultra-low-power MCU platform)。按内核架构分为不同产品：

其中STM32F系列有：

STM32F103“增强型”系列

STM32F101“基本型”系列

STM32F105、STM32F107“互联型”系列

增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品;基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是32位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，相当于0.5mA/MHz。

STM32产品介绍

在STM32F105和STM32F107互连型系列微控制器之前，意法半导体已经推出STM32基本型系列、增强型系列、USB基本型系列、互补型系列;新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。内存包括64KB到256KB闪存和 20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三种封装，不同的封装保持引脚排列一致性，结合STM32平台的设计理念，开发人员通过选择产品可重新优化功能、存储器、性能和引脚数量，以最小的硬件变化来满足个性化的应用需求。

截至2010年7月1日，市面流通的型号有：

基本型：STM32F101R6、STM32F101C8、STM32F101R8、STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB

增强型：STM32F103C8、STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103RB、STM32F103VB、 STM32F103VE、STM32F103ZE

STM32 F0入门级Cortex™-M0 MCU

意法半导体基于ARM® Cortex®-M0的STM32 F0系列单片机实现了32位性能，同时传承了STM32系列的重要特性，特别适合成本敏感型应用。STM32 F0 MCU集实时性能、低功耗运算和STM32平台的先进架构及外设于一身。

STM32F0x0超值系列微控制器在传统8位和16位市场极具竞争力，并可使用户免于不同架构平台迁徙和相关开发带来的额外工作。如果您的产品需要USB外设，现在就可以订购一款STM32F070超值系列MCU。

STM32F0x1系列MCU实现了高度的功能集成，提供多种存储容量和封装的选择，为成本敏感型应用带来了更加灵活的选择。

STM32F0x2系列微控制器通过无晶振USB 2.0和CAN总线接口提供了丰富的通信接口，使它成为通信网关、智能能源器件或游戏终端的理想选择。

工作电压为1.8V ±8%的STM32F0x8系列MCU非常适合用于智能电话、配件及多媒体设备等便携式消费类应用。

STM32单片机将全能架构理念变成了现实。

STM32 F0系列MCU提供多种封装类型，适合各种应用和市场。

STM32 F1系列Cortex-M3基础型MCU

STM32 F1系列基础型MCU满足了工业、医疗和消费类市场的各种应用需求。凭借该产品系列，意法半导体在全球ARM Cortex-M 微控制器领域处于领先地位，同时树立了嵌入式应用的里程碑。该系列利用一流的外设和低功耗、低压操作实现了高性能，同时还以可接受的价格、利用简单的架构和简便易用的工具实现了高集成度。

该系列包含五个产品线，它们的引脚、外设和软件均兼容。

• 超值型STM32F100 - 24 MHz CPU，具有电机控制和CEC功能

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

• 连接型STM32F102 – 48 MHz CPU具备USB FS device接口

• 增强型STM32F103 - 72 MHz CPU，具有高达1MB的Flash、电机控制、USB和CAN

• 互联型STM32F105/107 - 72 MHz CPU，具有以太网MAC、CAN和USB 2.0 OTG

STM32 F2系列Cortex-M3高性能MCU

基于ARM® Cortex™-M3的STM32 F2系列单片机采用意法半导体先进的90 nm NVM制程制造而成，具有创新型自适应实时存储器加速器(ART加速器™)和多层总线矩阵， 实现了前所未有的高性价比。

该系列MCU具有集成度高的特点：整合了1MB Flash存储器、128KB SRAM、以太网MAC、USB 2.0 HS OTG、照相机接口、硬件加密支持和外部存储器接口。

意法半导体的加速技术使这些MCU能够在主频为120 MHz 下实现高达150 DMIPS/398 CoreMark的性能，这相当于零等待状态执行，同时还能保持极低的动态电流消耗水平(175 µA/MHz)。

该系列MCU提供的封装选项包括LQFP64、LQFP100、LQFP144、WLCSP66(< 4 × 4mm)、UFBGA176和LQFP176，

包含2款产品，它们的引脚、外设和软件均完全兼容。该系列产品与其他STM32产品也引脚兼容。

• STM32F205/215 – 120 MHz CPU/150 DMIPS，高达1MB、具有先进连接功能和加密功能的Flash存储器

• STM32F207/217 – 120 MHz CPU/150 DMIPS，高达1MB、具有先进连接功能和加密功能的Flash存储器，比STM32F205/215增加了以太网MAC和照相机接口;封装越大，GPIO和功能越多。

带有DSP和FPU指令的STM32 F3系列混合信号MCU

STM32 F3系列单片机具有运行于72 MHz的32位ARM® Cortex®-M4内核(带有FPU和DSP指令)并集成多种模拟外设，从而降低应用成本并简化应用设计，它包括：

• 超快速比较器(25 ns)

• 具有可编程增益的运算放大器

• 12位DAC

• 超快速12位ADC，单通道每秒5 M次采样(每秒五百万次采样)，交替模式下可达到每秒18 M次采样

• 精确的16位sigma-delta ADC(21通道)

• 内核耦合存储器SRAM(程序加速器)是提高时间关键程序性能所专用的存储器架构，可将性能提升43%

• 144 MHz高级16位脉宽调制定时器(分辨率 < 7 ns)，用于控制应用

• 高分辨率定时器(217 ps)，对供电和温度漂移可自补偿

灵活的互连矩阵可在外设之间自主式通信，节省了CPU资源和功耗。

与STM32 F0系列MCU高度兼容，保证了在设计不同性能等级的后续应用时有卓越的效率。

STM32 F3系列单片机包括：

• STM32F301、STM32F302、STM32F303通用产品线范围从基本的、节省成本的外设集，直到具有更高的性能和模

拟功能，可管理高达三个FOC电机控制

• STM32F334具有高分辨率定时器(217 ps)，复杂的波形生成器和事件处理程序(HRTIM)，用于数字开关模式

电源、照明、焊接、太阳能和无线充电等数字功率转换,

• STM32F373具有16位sigma-delta ADC和7种内置增益，能够在生物识别传感器或智能计量等应用中实现高精度测

量。

• STM32F3x8产品线支持1.8 V的工作电压

封装选项为LQPF48/64/100、UFBGA100、WLCSP66/49、UQFN32，现可用于16到512 KB Flash的器件

温度范围是-40到85℃或-40到105℃(结温为125℃)。

互联型

全新STM32互联型(Connectivity)系列微控制器增加一个全速USB(OTG)接口，使终端产品在连接另一个USB设备时既可以充当USB主机又可充当USB从机;还增加一个硬件支持IEEE1588精确时间协议(PTP)的以太网接口，用硬件实现这个协议可降低CPU开销，提高实时应用和联网设备同步通信的响应速度。

全新互联型系列还是STM32家族中首款集成两个CAN2.0B控制器的产品，让开发人员能够研制可连接两条工业标准CAN(控制器区域网)总线的网关设备。此外，新系列微控制器还支持以太网、USB OTG和CAN2.0B外设接口同时工作，因此，开发人员只需一颗芯片就能设计整合所有这些外设接口的网关设备。

STM32互联型系列产品强化了音频性能，采用一个先进的锁相环机制，实现音频级别的I2S通信。结合USB主机或从机功能，STM32可以从外部存储器(U盘或MP3播放器)读取、解码和输出音频信号。设计人员还可以在新系列微控制器上开发人机界面(HMI)功能，如播放和停止按键，以及显示器界面。这个功能使其可用于各种家庭音响设备，如音响底座系统、闹钟/音乐播放器和家庭影院。

新系列产品整合先进的面向连接的外设，标准的STM32外设(包括一个PWM定时器)，高性能的32位ARM Cortex-M3 CPU，这些特性使开发人员可以在设备上(如家电、楼宇或工业自动化)整合多种功能，如马达控制、用户界面控制和设备互连功能。其它目标应用包括需要联网、数据记录或USB外设扩展功能的系统，如病患监视、销售终端机、自动售货机和保安系统。

包括新的互联型系列在内的STM32系列微控制器具有多种配套软件和开发工具，其中包括意法半导体免费提供的软件库以及第三方工具厂商的广泛支持。意法半导体还将推出一个新的评估板，目前正在向大客户提供STM32F105和STM32F107互联型系列的样片。

新系列

STM32互连型系列产品分为两个型号： STM32F105和STM32F107。STM32F105具有USB OTG 和CAN2.0B接口。STM32F107在USB OTG 和CAN2.0B接口基础上增加了以太网10/100 MAC模块 。片上集成的以太网MAC支持MII和RMII，因此，实现一个完整的以太网收发器只需一个外部PHY芯片。只使用一个25MHz晶振即可给整个微控制器提供时钟频率，包括以太网和USB OTG外设接口。微控制器还能产生一个25MHz或50MHz的时钟输出，驱动外部以太网PHY层芯片，从而为客户节省了一个附加晶振。

音频功能方面，新系列微控制器提供两个I2S音频接口，支持主机和从机两种模式，既用作输入又可用作输出，分辨率为16位或32位。音频采样频率从8kHz到96kHz。利用新系列微控制器强大的处理性能，开发人员可以用软件实现音频编解码器，从而消除了对外部组件的需求。

把U盘插入微控制器的USB OTG接口，可以现场升级软件;也可以通过以太网下载代码进行软件升级。这个功能可简化大型系统网络(如远程控制器或销售终端设备)的管理和维护工作。

架构优势

除新增的功能强化型外设接口外，STM32互连系列还提供与其它STM32微控制器相同的标准接口，这种外设共用性提升了整个产品家族的应用灵活性，使开发人员可以在多个设计中重复使用同一个软件。新STM32的标准外设包括10个定时器、两个12位1-Msample/s 模数转换器 (交错模式下2-Msample/s)、两个12位数模转换器、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPI端口。新产品外设共有12条DMA通道，还有一个CRC计算单元，像其它STM32微控制器一样，支持96位唯一标识码。

新系列微控制器还沿续了STM32产品家族的低电压和节能两大优点。2.0V到3.6V的工作电压范围兼容主流的电池技术，如锂电池和镍氢电池，封装还设有一个电池工作模式专用引脚Vbat。以72MHz频率从闪存执行代码，仅消耗 27mA电流。低功耗模式共有四种，可将电流消耗降至两微安。从低功耗模式快速启动也同样节省电能;启动电路使用STM32内部生成的8MHz信号，将微控制器从停止模式唤醒用时小于6微秒。

低功耗性能

意法半导体的EnergyLite™超低功耗技术平台是STM32L取得业内领先的能效性能的关键。这个技术平台也被广泛用于意法半导体的8位微控制器STM8L系列产品。EnergyLite™超低功耗技术平台基于意法半导体独有的130nm制造工艺，为实现超低的泄漏电流特性，意法半导体对该平台进行了深度优化。在工作和睡眠模式下，EnergyLite™超低功耗技术平台可以最大限度提升能效。此外，该平台的内嵌闪存采用意法半导体独有的低功耗闪存技术。这个平台还集成了直接访存(DMA)支持功能，在应用系统运行过程中关闭闪存和CPU，外设仍然保持工作状态，从而可为开发人员节省大量的时间。

除最为突出的与制程有关的节能特色外，STM32L系列还提供更多其它的功能，开发人员能够优化应用设计的功耗特性。通过六个超低功耗模式，STM32L系列产品能够在任何设定时间以最低的功耗完成任务。这些可用模式包括：(在1.8V/25°C环境的初步数据)

· 10.4μA低功耗运行模式，32kHz运行频率

· 6.1 μA低功耗睡眠模式，一个计时器工作

· 1.3 μA 停机模式：实时时钟(RTC)运行，保存上下文，保留RAM内容

· 0.5 μA 停机模式：无实时时钟运行，保存上下文，保留RAM内容

· 1.0μA待机模式：实时时钟运行，保存后备寄存器

· 270nA待机模式：无实时时钟运行，保存后备寄存器

STM32L系列新增低功耗运行和低功耗睡眠两个低功耗模式，通过利用超低功耗的稳压器和振荡器，微控制器可大幅度降低在低频下的工作功耗。稳压器不依赖电源电压即可满足电流要求。STM32L还提供动态电压升降功能，这是一项成功应用多年的节能技术，可进一步降低芯片在中低频下运行时的内部工作电压。在正常运行模式下，闪存的电流消耗最低230μA/MHz，STM32L的功耗/性能比最低185μA/DMIPS。

此外，STM32L电路的设计目的是以低电压实现高性能，有效延长电池供电设备的充电间隔。片上模拟功能的最低工作电源电压为1.8V。数字功能的最低工作电源电压为1.65V，在电池电压降低时，可以延长电池供电设备的工作时间。