میکروکنترلر STM32F103C8T6

میکروکنترلر STM32F103C8T6 یا میکروکنترلرها مدارات مجتمع یکپارچه ای هستند که در ابعاد میکرو توانایی کنترل کردن را دارا می باشند به عبارتی میکروکنترلرها با استفاده از ورودی هایی که دریافت میکنند بعد از فرآیند پردازش اطلاعات توانایی ارسال خروجی مناسب با ورودی های دریافتی را طبق دستورالعمل هایی که داده شده است برعهده دارند. بر این اساس میکروکنترلرها (MCU) با میکروپروسسورها (MPU) تفاوت زیادی دارند و از این تفاوت میشه دارا بودن واحدهایی مانند تایمر، شمارنده، واحد محاسبات، رجیسترها، حافظه های فلش و … اشاره کرد در صورتیکه میکروپروسسورها فقط یک واحد پردازشی به صورت مجتمع شده را دارا می باشند و توانایی کنترل و تصمیم به صورت تنها را قادر نیستند.

از گذشته تا به امروز معماری میکروکنترلرها بر اساس ساختار گذرگاه داده دسته بندی و شناخته شده اند، از 8 بیت، 16 بیت و 32 گرفته به بالاتر در حال توسعه و پیشرفت می باشند. دو معماری RISC و CISC از دیگر تفاوت های ساختاری بین میکروکنترلر و میکروپروسسسور می باشد که عموما در مدارات میکروکنترلری از معماری RISC و از مدارات کامپیوتری مانند سیستم های رومیزی یا لپ تاپ های قدرتمند از معماری CISC استفاده می شود.

میکروکنترلر STM32F103C8T6 محصول کمپانی STmicroelectronics از نوع 32 بیتی با ساختار RISC و معماری ARM Cortex®-M3 می باشد، توانایی پردازش تا 72 مگاهرتز در کنار حافظه فلش 128 کیلوبایتی و ولتاژ کاری 3.3 ولت با پکیج LQFP-48 ارائه شده است. از مزیت های این میکروکنترلر می توان به استاندارهای ارتباطی با سیم USART | I2C | SPI اشاره کرد. کریستال داخلی 8 مگاهرتز و 40 کیلوهرتز به همراه کریستال ساعت 32 کیلوهرتزی با قابلیت اتصال کریستال خارجی 4 تا 32 مگاهرتز از دیگر ویژگی بخش اسیلاتور این میکروکنترلر می باشد. دارای بخش تغذیه آنالوگ جداگانه 3.3 ولتی می باشد. دارای 7 کانال DMA بوده.

در قسمت مبدل آنالوگ به دیجیتال دارای 16 کانال 12 بیتی می باشد. در بخش تایمر از 11 کانال و یک کنترلر پیشرفته 16 بیتی برای 6 کانال PWM دارا می باشد. در نهایت یک بخش ورودی SWD جهت پروگرام کردن میکروکنترلر نیز تعبیه شده است.

از جمله نرم افزارهایی که با میکروکنترلرهای 32 بیتی سازگار هستند میشه به STM32CubeMX نام برد که در این نرم افزار امکان تنظیم رجیسترهای میکروکنترلر به صورت گرافیکی در اختیار شما قرار میدهد و هم چنین برای کدنویسی سخت افزار تحت زبان C میتونید از نرم افزار Keil استفاده کنید که البته این نرم افزار به صورت رایگان نیست اما اگر طرفدار نرم افزارهای متن باز و رایگان هستید که خود شرکت ST زحمت ارائه این نرم افزار را کشیده میتوینم به STM32CubeIDE اشاره کنیم که هم امکان تنظیم رجیستری را به شما میده و برنامه نویسی به صورت یکپارچه در این نرم افزار تجربه کنید.

شاید براتون جالب باشه در گذشته مجموعه Atollic TrueStudio نرم افزاری بود که این شرکت طراحی کرده بود که بعد از خریدن این شرکت توسط کمپانی ST و اقدام آن با STM32CubeMX حاصل نرم افزار موردنظر شد حتی خود TrueStudio بر پایه Eclipse بود و علاوه بر این دو نرم افزاری که معرفی شد به صورت رایگان از نرم افزارهای اکلیپس و ترو استودیو هم میتونید استفاده کنید.

اما گاهی پیش میاد که توسعه دهنده سخت افزاری تمایل به استفاده از میکروکنترلرهای 8 بیتی پیدا میکند در این صورت نرم افزاری که باید برای این سری از میکروکنترلرها یا همان STM8 ها استفاده کرد میتوان به STM32CubeIDE اشاره کرد با این تفاوت که شما قادر نیستید رجیسترهای این میکروکنترلر را به صورت رابط کاربری آسان توسط نرم افزار تنظیم کنید اما این قابلیت را دارید که از بخش کدنویسی نرم افزار استفاده کنید و با استفاده از کتابخانه های CMSIS یا SPL اصطلاحا به صورت رجیستری بیت های این رجیسترها را تنظیم و برای مقاصد خودتون تنظیم و استفاده کنید، ضمن اینکه شما برای پروگرام کردن این پروگرامرها میتوانید از نرم افزار ST Visual Programmer استفاده کنید این در حالیه که شرکت ST یک جایگزین توصیه شده هم برای این نرم افزار ارائه داده و نام این نرم افزار STM32Cube Programmer می باشد.

پروگرامر سازگار با میکروکنترلرهای شرکت ST در دونوع ST-Link USB و ST-Link V2 J-TAG هستند که هر دو نیز محصول همین شرکت می باشند و با استفاده از این دو پروگرامر میتونید میکروکنترلر را پروگرام کنید در پروگرامر نوع اول میکروکنترلر از طریق پایه های SWD به پروگرامر متصل و برنامه ریزی میشود اما در پروگرامر نوع دوم علاوه بر SWD یک J-TAG نیز در اختیار شما قرار میده و میتونید برنامه ای که نوشتید را دیباگ یا عیب یابی کنید و مرحله به مرحله از کدی که نوشتید یک تحلیل انجام بدید به این نکته توجه داشته باشید که هر پروگرامری با این میکروکنترلرها سازگاری نداره و این سیاست های این شرکت هستش که منجر به طراحی این دو پروگرامر برای توسعه دهندگان سخت افزاری این شرکت شده است.

از نرم افزارهایی که میتونید بدون به صورت مستقیم فایل هگز را با این پروگرامر ها به میکروکنترلر منتقل کنید میشه به نرم افزار ST-LINK utility اشاره کرد بعبارت دیگه شما نیازی به نرم افزارهای واسط مثل CubeIDE یا CubeMX ندارید ضمن اینکه این نرم افزار جایگزین نرم افزار STM32CubeProgrammer هم شده است.

میکروکنترلر STM32F103C8T6 جزء خانواده STM32 از کمپانی STMicroelectronics است که بر اساس هسته ARM Cortex-M3 طراحی شده است. ARM Cortex-M3 یک معماری 32-بیتی از خانواده ARM است که به خاطر توان محاسباتی بالا و مصرف برق پایین محبوبیت زیادی در بین طراحان سیستم‌های نهفته پیدا کرده است. علاوه بر این، ARM Cortex-M3 دارای نگهدارای داخلی هست که امکان استفاده از محیط‌های توسعه بهینه مانند Keil uVision را فراهم می‌کند.

مشخصات:
STM32F103C8T6 دارای توان پردازشی 72 مگاهرتز است و 64 کیلوبایت حافظه فلش را دارد. این میکروکنترلر همچنین دارای 20 کیلوبایت حافظه SRAM، دو تایمر پیشرفته 16 بیتی، یک تایمر پیشرفته 32 بیتی، یک RTC (Real-Time Clock)، ثبات سطح بالا، ADC از 2 تا 3 کانال، امکان دکد کردن 6 رویدادaf، SPI، I2C و USART است.

استفاده‌ها:
با توجه به ظرفیت بالای پردازش و ارتباطاتی که STM32F103C8T6 دارد، این میکروکنترلر در بسیاری از طراحی‌های الکترونیکی از قبیل سیستم‌های کنترل‌کننده موتور، سیستم‌های بی‌سیم، سیستم‌های کاربردی صنعتی، سیستم‌های حفاظتی، سیستم‌های خانگی و اتومبیل‌های الکترونیکی استفاده می‌شود.

پشتیبانی از ابزار توسعه:
STM32F103C8T6 از اکثر محیط‌های توسعه بهینه پشتیبانی می‌کند، از جمله IAR، Keil، GCC-based IDEs، و STM32Cube. علاوه بر این، برای افرادی که به تازگی کار با STM32 را شروع کرده‌اند، STMicroelectronics یک بسته کامل از ابزارهای نرم‌افزاری را ارائه می‌دهد که در برگیرنده HAL (Hardware Abstraction Layer)، LL (Low Layer) libraries و مثال‌های راه‌اندازی عملکرد‌های مختلف است.

نتیجه‌گیری:
STM32F103C8T6 یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین و قدرتمندترین میکروکنترلرها در بازار است که به علت داشتن امکانات فراوان از جمله سرعت پردازش بالا، ظرفیت حافظه مناسب و پشتیبانی از چندین پروتکل ارتباطی متداول، به عنوان یک انتخاب محبوب برای طراحان علاقمند به طراحی سیستم‌های با هسته ARM به شمار می‌رود.