Arduino STM32F103C

Отличный выбор! STM32F103C — это семейство мощных 32-битных микроконтроллеров от STMicroelectronics, которое стало популярной и доступной альтернативой классическим 8-битным AVR (например, ATmega328P) в мире Arduino.

Общее описание

Arduino на STM32F103C — это проект, который переносит среду разработки Arduino IDE и ее простой API на высокопроизводительные ARM Cortex-M3 микроконтроллеры STM32. Эти платы часто называют "Blue Pill" (из-за синего цвета и небольшого размера) или "STM32duino".

Ключевая идея — совместить простоту программирования Arduino с мощью STM32: высокой тактовой частотой, большим объемом памяти, множеством периферийных интерфейсов (UART, SPI, I2C, USB, ADC, PWM) и продвинутыми функциями, такими как аппаратная поддержка шины CAN.

Технические характеристики ядра STM32F103C (на примере F103C8T6)

• Ядро: ARM 32-бит Cortex-M3
• Тактовая частота: 72 МГц (стандартная для Arduino-среды, хотя ядро может работать и быстрее).
• Флэш-память (Flash): 64 КБ (для F103C8T6) или 128 КБ (для F103CBT6).
• Оперативная память (SRAM): 20 КБ.
• EEPROM: Отсутствует на кристалле, но эмулируется во флэш-памяти с помощью специальных библиотек.
• Периферия:
  • Цифровые ввод/вывод (GPIO): До 37 линий (в зависимости от корпуса и модели).
  • Аналоговые входы (ADC): 2 x 12-битных АЦП, до 10 каналов.
  • ШИМ (PWM): До 15 каналов (на разных таймерах).
  • Таймеры: 3 основных таймера (16-бит), 1 продвинутый таймер (16-бит), SysTick таймер.
  • Последовательные интерфейсы:
    • UART/USART: До 3 штук.
    • SPI: До 2 штук.
    • I2C: До 2 штук.
    • USB 2.0 Full-Speed: 1 порт (может работать как CDC/COM-порт, HID, DFU).
    • CAN: 1 интерфейс (аппаратная поддержка шины CAN 2.0B).
  • Дебаккинг: Интерфейсы SWD (2 провода) и JTAG.

Сравнение с Arduino Uno (ATmega328P):

• Частота: 72 МГц vs 16 МГц (в 4.5 раза быстрее).
• Флэш-память: 64/128 КБ vs 32 КБ.
• ОЗУ: 20 КБ vs 2 КБ (в 10 раз больше).
• АЦП: 12-бит vs 10-бит (выше точность).
• Дополнительно: Наличие USB и CAN "на борту".

Парт-номера и совместимые модели

Семейство STM32F103C включает несколько моделей, отличающихся объемом памяти и типом корпуса. Наиболее популярные для плат типа "Blue Pill":

Основные модели (LQFP48 корпус):

• STM32F103C8T6 – Самый популярный вариант. 64 КБ флэш, 20 КБ ОЗУ.
• STM32F103CBT6 – 128 КБ флэш, 20 КБ ОЗУ.
• STM32F103C6T6 – 32 КБ флэш, 10 КБ ОЗУ (менее распространен).

Совместимые модели (аналоги от других производителей):

Внимание! Из-за высокого спроса на рынке появилось много клонов и аналогов. Они могут иметь отличия в качестве или периферии.

• GD32F103C8T6 (от GigaDevice) – Прямой аналог, часто используется, иногда имеет немного другие характеристики таймеров/АЦП.
• APM32F103C8T6 (от Geehy) – Еще один аналог.
• HK32F103C8T6 (от Huaxing) – Аналог.

Важно: При использовании аналогов (GD32, APM32 и т.д.) может потребоваться установка дополнительных ядер (Cores) в Arduino IDE или коррекция настроек, так как они не на 100% идентичны оригинальным STM32.

Популярные платы разработки (Development Boards)

1. "Blue Pill" (Самая известная): Минимальная плата с микроконтроллером, кварцем, стабилизатором и разъемами.
2. "Black Pill" (на базе F401/F411): Более современный вариант (Cortex-M4), но существуют и Black Pill на F103. Часто имеют лучшую разводку и встроенный стабилизатор USB.
3. Maple Mini: Еще один классический формат, аналог Blue Pill.
4. Платы от RobotDyn, WeAct, STM official (Nucleo-64): Последние часто требуют использования оригинальной среды STM32CubeIDE.

Как начать работу в Arduino IDE

1. Установка ядра: Через менеджер плат (Файл -> Настройки -> Дополнительные URL-адреса) добавить адрес ядра (например, от STM32duino или Roger Clark).
2. Выбор платы: В меню Инструменты выбрать:
   • Плата: "Generic STM32F1 series"
   • Variant: "STM32F103C8" (или "STM32F103CB" для 128КБ версии)
   • Upload method: "STM32CubeProgrammer (DFU)", "Serial" или "ST-Link" в зависимости от способа прошивки.
3. Программатор: Для загрузки скетча часто нужен внешний программатор:
   • USB-TTL (UART): Самый простой способ, требует перевода платы в режим загрузки (перемычка BOOT0).
   • ST-Link (V2 или V3): Официальный отладчик/программатор, позволяет также отлаживать код.
   • USB-порт (DFU): Некоторые платы можно прошивать напрямую через USB, если предварительно прошит соответствующий загрузчик.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая производительность при низкой цене.
• Большой объем памяти.
• Обилие периферийных интерфейсов.
• Активное сообщество и множество библиотек.
• Совместимость с языком Arduino C++.

Недостатки/Особенности:

• Не такая "заточенная" под начинающих экосистема, как у оригинального Arduino.
• Может требоваться дополнительный программатор (ST-Link).
• Возможны сложности с настройкой таймеров и прерываний "низкого уровня" из-за абстракции Arduino.
• На рынке много клонов с переменным качеством.

Итог: STM32F103C в оболочке Arduino — это идеальный мост для перехода с классических 8-битных AVR на современные 32-битные ARM-микроконтроллеры, сохраняя при этом привычную простоту разработки.