Блог компании ST STM32F091VCH6 32-битный основной ARM Cortex-M0 MCU

СТSTM32F091VCH632-битный MCU Mainstream ARM Cortex-M0

Как профессиональный дистрибьютор в области электронных компонентов,Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.поставляла STSTM32F091VCH6широко распространенный MCU, основанный на ядре ARM Cortex-M0 в течение длительного времени, который представляет собой 32-разрядный микроконтроллер с высокой производительностью, богатыми периферийными устройствами и низким потреблением энергии,и продемонстрировал широкий спектр применения в области промышленного контроля, потребительская электроника и Интернет вещей.

Обзор продукта и основная архитектура
STM32F091VCH6является основным 32-битным микроконтроллером ST, принадлежащим к линейке высокопроизводительных чипов серии STM32F0,который занимает важное место в проектировании встроенных систем благодаря сбалансированной конфигурации производительности и экономической эффективности.

С точки зрения архитектуры ядра, STM32F091VCH6 оснащен процессорным ядром ARM Cortex-M0 частотой 48 МГц.был оптимизирован ST для обеспечения отличной эффективности 0.95 DMIPS/MHz. Процессор использует трехступенчатую конструкцию трубопровода и поддерживает набор инструкций Thumb-2,обеспечивая производительность, близкую к уровню Cortex-M3, сохраняя при этом преимущество плотности кода. Особое внимание следует уделить интеграции в ядре Nested Vector Interrupt Controller (NVIC), который управляет до 32 программируемых источников прерывания приоритета,предоставление надежных гарантий ответа для приложений в режиме реального времени.

С точки зрения конфигурации памяти, STM32F091VCH6 обеспечивает 256 КБ флэш-памяти и 32 КБ SRAM,сочетание возможностей, позволяющих обрабатывать относительно сложные алгоритмы управления и многозадачные приложенияФлэш-память поддерживает ускорение чтения, что позволяет получить доступ в состоянии ожидания и обеспечивает эффективность исполнения кода на полной скорости 48 МГц. SRAM оснащена функцией аппаратного паритета,который повышает надежность системы в суровой электромагнитной средеКроме того, STM32F091VCH6 обеспечивает выделенную площадь SRAM 8KB, которая может быть использована для коммуникационных стеков или конкретных потребностей в буферизации данных.

С точки зрения пакета и вывода, STM32F091VCH6 доступен в пакете LQFP100 и обеспечивает до 87 GPIO (ввод/вывод общего назначения),из которых большинство мультиплексированы и могут быть гибко настроены как интерфейсы для различных периферийных устройствС пакетом размером 14x14 мм чип STM32F091VCH6 подходит для встроенных приложений с более низкими требованиями к пространству.Диапазон температуры работы чипа STM32F091VCH6 охватывает промышленный стандарт от -40°C до +85°C, а также может поддерживать расширенный диапазон промышленных температур от -40°C до +105°C.

Периферийные интерфейсы и функции
ВSTM32F091VCH6микроконтроллер известен своей богатой конфигурацией периферийных интерфейсов, которые могут удовлетворить разнообразные потребности сложных встроенных систем.

Для коммуникационных интерфейсов STM32F091VCH6 интегрирует до 8 интерфейсов USART, поддерживающих синхронную/асинхронную связь, режим LIN master-slave, инфракрасное кодирование и декодирование IrDA,и режим смарт-картыТри из интерфейсов USART поддерживают протокол ISO7816 для прямого подключения к считывателям смарт-карт.STM32F091VCH6 оснащен двумя интерфейсами SPI (18Mbit/s) и двумя интерфейсами I2C (поддержка Fast Mode Plus 1Mbit/s), обеспечивающий гибкое решение для подключения сенсорных сетей, дисплейных модулей и других периферийных устройств.0B активный контроллер, поддерживающий скорость связи до 1 Мбит/с, что позволяет легко интегрироваться в промышленную автоматизацию, автомобильную электронику и другие сценарии применения, требующие связи CAN-автобусов.

Модуль аналоговой функции является еще одним изюминкой STM32F091VCH6. Чип имеет встроенный 12-битный преобразователь ADC с 16 внешними каналами и тремя внутренними каналами (датчик температуры,внутреннее эталонное напряжение и мониторинг VBAT), скорость преобразования 1 мспс и поддержка аппаратного перевыборки, которая может увеличить эффективное разрешение до 16 бит. The STM32F091VCH6 microcontroller also integrates two 12-bit DAC channels that support a variety of trigger modes and waveform generation functions to directly drive analogue loads or generate control signalsВ сочетании с программируемыми усилителями усиления (PGAs) и сравнителями эти аналоговые периферийные устройства образуют полное решение для цепочки сигналов для широкого спектра систем зондирования и управления.

Для подсистемы "Стоирование и управление" STM32F091VCH6 обеспечивает семь 16-битных таймеров и один 32-битный таймер, включая:
1 продвинутый таймер управления (TIM1) с поддержкой 6 выходов PWM и вставки мертвого времени, подходящий для приложений управления двигателем
1 таймер общего назначения (TIM2) с 32-битным подсчетом
5 таймеров общего назначения (TIM3/TIM14/TIM15/TIM16/TIM17)
1 независимый таймер для сторожевых собак и 1 таймер для оконных сторожевых собак для повышения надежности системы
1 24-разрядный таймер SysTick для операционной системы или точности задержек

Дизайн системы часов отражает гибкость STM32F091VCH6. Чип поддерживает внешний кристаллический осциллятор 4-32 МГц и внутренний осциллятор RC 16 МГц/48 МГц,с встроенным ПЛЛ для умножения по часамКроме того, 32 кГц низкоскоростной внешний кристаллический осциллятор (LSE) и внутренний низкоскоростной RC осциллятор (LSI) интегрированы для обеспечения источников часов для режимов часов в режиме реального времени (RTC) и низкой мощности.Эта конструкция многочасового источника обеспечивает требования к производительности при одновременном выполнении сценариев применения с низкой мощностью.

Управление энергопотреблением и характеристики малой энергии
ВSTM32F091VCH6Микроконтроллер, разработанный с использованием передовой архитектуры питания, поддерживает широкий диапазон напряжения от 2,0 до 3,6 В.которые могут питаться непосредственно литий-ионными батареями или использоваться с различными регулируемыми источниками питания.

ВSTM32F091VCH6обеспечивает различные режимы низкой мощности, которые могут быть гибко выбраны для оптимизации потребления энергии системы в соответствии с требованиями приложения:
Режим сна: только процессор перестает работать, периферийные устройства продолжают работать, а время пробуждения очень короткое.
Режим остановки: SRAM и регистры сохраняются, главные часы выключены, область 1,8 В отключена, а типичное потребление тока составляет всего 10 мкА.
Режим ожидания: состояние наименьшей мощности, остаются включенными только резервный домен и опциональный RTC, потребление тока до 2μA
Режим VBAT: питается от батареи через выделенный пин, поддерживаются только RTC и резервные регистры

Динамическое регулирование напряжения является еще одной энергосберегающей функцией STM32F091VCH6.Чип имеет встроенный программируемый регулятор напряжения (PWR), который динамически регулирует напряжение ядра в соответствии с частотой работы процессораНапример, когда процессор работает на полной скорости на частоте 48 МГц, регулятор обеспечивает напряжение 1,8 В в ядре; в то время как на более низких частотахнапряжение может быть автоматически снижено до 1.5V или 1.2V, что значительно снижает динамическое потребление энергии.

Для мониторинга мощности STM32F091VCH6 интегрирует схему перезагрузки питания (POR) / перезагрузки питания (PDR), программируемый детектор напряжения (PVD) и функцию BOR низкой мощности (перезагрузка).Эти характеристики обеспечивают надежную работу системы при колебаниях мощности или низкой мощности батареи, что делает его особенно подходящим для портативных и аккумуляторных устройств.Стоит отметить, что STM32F091VCH6 также поддерживает пробуждение из режима "Стоп" с помощью внешнего прерывания или конкретного события с временем пробуждения менее 5 мкм., достигая идеального баланса между быстрой реакцией и низким потреблением энергии.

Сценарии применения
С его сбалансированной конфигурацией производительности и богатыми периферийными ресурсамиSTM32F091VCH6демонстрирует широкий спектр применения в различных отраслях промышленности.

Промышленное поле управления является типичным сценарием применения этого микроконтроллера.и управления промышленными роботамиВ этих приложениях STM32F091VCH6 может одновременно обрабатывать полевую связь, многоосевое управление двигателем (через расширенные выходы PWM таймера),и различные сенсорные сигналы (через 12-битные ADC)Например, в автоматизированных производственных линияхЧип способен отслеживать такие параметры, как температура и давление в режиме реального времени и общаться с хост-компьютером через шину CAN для управления замкнутым циклом.

Приложения потребительской электроники также получают выгоду от набора функций STM32F091VCH6.умные вентиляторы) через PWM, подключается к датчикам окружающей среды с помощью интерфейса I2C и управляет TFT-дисплеем через SPI. Его характеристики низкой мощности особенно подходят для беспроводного дистанционного управления,интеллектуальные дверные замки и другие устройства, работающие на батареях, тока ожидания, как низкий, как микроампер может значительно продлить время службы продукта.

Устройства связи являются еще одним важным направлением применения. Поддержка STM32F091VCH6 с несколькими протоколами позволяет создавать шлюзовые устройства для серийной связи с WiFi / Bluetooth.8 интерфейсов USART позволяют одновременно подключать несколько устройств Modbus RTU, а целостность данных обеспечивается встроенным вычислительным блоком CRC. В краевых узлах Интернета вещей чип может выполнять задачи по сбору данных, преобразованию протоколов и локальной обработке,снижение нагрузки на облако.

В области медицинской электроники есть особые потребности в высокоточной функции ADC и аппаратной калибровки STM32F091VCH6.Чип может быть интегрирован в портативные медицинские устройства, такие как глюкометры и мониторы артериального давления, для точного измерения биоэлектрических сигналов и данных датчиков, а функция аппаратного паритета SRAM обеспечивает надежность критических медицинских данных и отвечает стандартам безопасности соответствующих медицинских изделий.