Memilih mikrokontroler yang betul untuk projek anda: menyelam mendalam ke ESP32, RP2040, dan STM32

Mikrokontroler digunakan secara meluas dalam pelbagai peralatan elektronik kawalan, sistem automasi, peralatan ketenteraan, peralatan perubatan, peralatan rumah, dan bidang lain.Mereka boleh mengendalikan pelbagai situasi yang tidak normal semasa proses pensampelan data, memastikan ketepatan data dan kebolehpercayaan, melaksanakan mod penggunaan kuasa rendah yang cekap tenaga, dan meningkatkan kecekapan kerja.Hari ini, mari kita meneroka perbezaan antara mikrokontroler ESP32, RP2040, dan STM32 untuk memilih cip yang paling sesuai untuk projek anda.

Mikrokontroler adalah mikrokomputer tunggal cip yang mengintegrasikan bahagian utama mikrokomputer pada cip tunggal.Ia biasanya digunakan untuk mengawal dan memantau pelbagai peranti dan sistem elektronik seperti sistem elektronik automotif, peralatan rumah, dan peralatan perubatan.Ia adalah cip litar bersepadu yang terdiri daripada memori, mikropemproses, litar logik kawalan sistem, dan antara muka input dan output.Ia boleh melaksanakan pelbagai tugas kawalan melalui pengaturcaraan dan berkomunikasi dengan peranti luaran melalui antara muka input dan output.

ESP32 adalah mikrokontroler sistem kuasa rendah (SOC) yang sangat bersepadu yang dilancarkan oleh Espressif Systems.Ia menggabungkan komunikasi tanpa wayar, pemproses dwi-teras, ciri-ciri kuasa rendah, dan periferal yang kaya.Ia sesuai untuk pelbagai aplikasi Internet of Things.Ia dikuasakan oleh pemproses dwi-teras 32-bit, satu untuk sambungan Wi-Fi dan yang lain untuk kod berjalan.ESP32 menyokong sambungan Wi-Fi dan Bluetooth, mempunyai 512 kb RAM, 448 kb ROM, dan 34 pin GPIO.

RP2040 adalah mikrokontroler pertama Raspberry PI.Ia mempunyai 264KB SRAM dalaman dan menyokong sehingga 16MB memori flash off-cip.Dikeluarkan melalui nod proses 40nm, ia menggabungkan keupayaan berprestasi tinggi dengan penggunaan kuasa dinamik yang minimum dan menggunakan beberapa mod kuasa rendah untuk memastikan operasi berkuasa bateri yang dilanjutkan.Saiz padat RP2040, kecekapan tenaga, dan prestasi yang mengagumkan menjadikannya pilihan yang sesuai untuk pelbagai aplikasi sistem IoT dan tertanam.

Mikrokontroler STM32 adalah mikrokontroler 32-bit yang dihasilkan oleh ST Microelectronics berdasarkan teras ARM Cortex-M dan digunakan dalam bidang tertanam seperti Internet of Things, Communications Wireless, dan Kawalan Perindustrian.Menurut senario dan ciri -ciri aplikasi yang berbeza, ia boleh dibahagikan kepada siri dan model yang berbeza.Antaranya, yang biasa termasuk STM32F0, STM32F1, STM32F4, STM32F7, dan siri lain.

ESP32 dihasilkan oleh Espressif Systems, sebuah syarikat semikonduktor global.Ditubuhkan pada tahun 2008, ia memberi tumpuan kepada pembangunan dan reka bentuk produk perisian dan perkakasan dalam bidang AIOT, termasuk cip MCU komunikasi tanpa wayar yang selamat dan stabil, mempunyai prestasi yang sangat baik, dan kos efektif.Produk utamanya termasuk cip siri ESP8089, cip siri ESP8266, cip siri ESP32, modul siri ESP8266, dan modul siri ESP32.

RP2040 dihasilkan oleh Yayasan Raspberry Pi, sebuah yayasan amal di UK.Raspberry Pi adalah papan pembangunan bersaiz kad yang boleh menjalankan sistem Linux dan menyediakan banyak GPIO yang boleh diprogramkan untuk pengembangan perkakasan.

STM32 dihasilkan oleh ST Microelectronics, yang disebabkan oleh penggabungan mikroelektronik SGS Itali dan Thomson Semiconductor dari Perancis.Ia mempunyai pelbagai susun atur produk dalam perjalanan pintar, tenaga kuasa, internet perkara, dan bidang lain.Julat produknya berkisar dari diod dan transistor diskret ke peranti sistem-cip yang kompleks, untuk menyelesaikan penyelesaian platform, termasuk reka bentuk rujukan, perisian aplikasi, alat pembuatan, dan spesifikasi.Stmicroelectronics adalah pembekal utama kepada pelbagai sektor perindustrian, menyediakan pelbagai perkhidmatan dan produk kepada pelbagai pelanggan.

Pinout mereka adalah seperti berikut.

- GPIO: Ia mempunyai 34 port GPIO, yang boleh menyambung dan mengawal pelbagai periferal.

- Modul Wifi dan Bluetooth: Modul Wifi dan Bluetooth 4.2 Built-In, mampu komunikasi tanpa wayar

-Dual-core: Kebanyakan ESP32s adalah dwi-teras, mereka datang dengan dua mikropemproses LX6 XTENSA 32-bit.

- Keselamatan: Menyokong ciri keselamatan seperti penyulitan dan tandatangan digital

- Penggunaan kuasa yang rendah: Ia mempunyai pelbagai mod penjimatan kuasa, dan penggunaan kuasa terendah hanya 5μA.

- Prestasi Tinggi: Ia mempunyai pemproses dwi-teras 240MHz, 520KB RAM, dan memori flash 4MB.

- Micropython disokong secara asli, menjadikannya mudah untuk pengguna yang tidak begitu baik pada perisian untuk mendapatkan program sumber terbuka dari Internet dan menggunakannya secara fleksibel mengikut keperluan mereka tanpa menjejaskan satu sama lain.

- Setiap pin boleh diprogramkan secara bebas dan boleh digunakan untuk menghasilkan pelbagai protokol yang biasa digunakan dan disesuaikan.

- Pin RP2040 boleh dikonfigurasi secara fleksibel ke dalam kumpulan untuk menyokong bas siri yang paling biasa digunakan.

- Ia mempunyai dua cortex lengan M0+ teras di dalamnya.

- Ia dihasilkan oleh Raspberry Pi Foundation pada wafer silikon TSMC 40nm dan menggunakan reka bentuk pakej QFN-56SMD 7 × 7 mm.

- Terdapat banyak jenis model cip dan liputan yang luas.

- Ia mempunyai perlindungan timbunan terbina dalam, perlindungan memori, debugging dan perlindungan pengesanan, dan fungsi perlindungan keselamatan yang lain.

- Siri STM32 mikrokontroler mempunyai banyak peralatan, termasuk beberapa pemasa, ADC, DAC, kaunter, output PWM, antara muka komunikasi, dll.

- Ia mempunyai memori flash terbina dalam kapasiti yang berbeza untuk menyimpan kod dan data program.

- Ia menggunakan CORTEX CORE ARM, yang mempunyai prestasi pemprosesan yang sangat baik dan kelajuan berjalan.

-Ia menyediakan pelbagai mod kuasa rendah, yang boleh meletakkan pemproses dan peralatan ke dalam keadaan kuasa rendah untuk memanjangkan hayat bateri atau mengurangkan penggunaan kuasa.

-Julat voltan bekalan kuasa ialah 2.2V-3.6V, dengan unit pengurusan kuasa beralih terbina dalam (SMU) dan pengawal selia voltan rendah (LDO).

- Ia menyokong penghantaran audio Bluetooth (A2DP/AVRCP/SPP).

-Mikropemproses LX6 32-bit lx6 berjalan pada 160 atau 240 MHz

- Ia menyokong mod kerja STA/AP/STA+AP, dengan kadar penghantaran maksimum 150Mbps.

- Sehingga 34 pin GPIO yang boleh diprogramkan untuk menghubungkan sensor, penggerak, dan periferal lain

- Dimensinya ialah 23.5 x 17.5 mm.

- Antara muka USB Type-C untuk menghubungkan bekalan kuasa, kabel data, dan pengaturcaraan

- Ia mempunyai 30 pin GPIO, 4 daripadanya boleh digunakan sebagai input analog.

- 264kb on-cip sram di enam bank bebas

- Dual Cortex M0+ teras, sehingga 133 MHz (lalai 48MHz)

- Ia menyokong pelbagai protokol komunikasi seperti I2C, CAN, SPI, USART, dll.

- Ia biasanya mempunyai beberapa pemasa dan kaunter dan boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi masa dan kawalan.

- Ia menyediakan pakej yang berbeza seperti BGA, LQFP, TSSOP, dll.

- Ia mempunyai pelbagai pin termasuk pin GPIO digital, pin input ADC, dll.

- Julat voltan bekalannya ialah 3.3V atau 5V.

- Sistem rumah pintar

- kawalan drone dan robot

- Pengumpulan dan pemantauan data sensor

- Penjejakan kesihatan dan peranti perubatan

- Peranti dan aplikasi IoT

- Automasi perindustrian dan kawalan tertanam

- Rumah pintar

- Peralatan perubatan

- Peranti IOT

- audio dan video tertanam

- Komunikasi

- Aeroangkasa

- Peralatan perubatan

- Elektronik Kenderaan

- Industri automatik

Di samping itu, kita dapat mengetahui bahawa terdapat beberapa perbezaan antara ESP32, RP2040, dan STM32 dari segi I/O, harga, dan kekerapan jam.

Pada mulanya, berkenaan dengan I/O, RP2040 mempunyai bilangan pelabuhan yang agak sederhana, manakala kedua -dua ESP32 dan STM32 memberikan sokongan untuk pelbagai pelabuhan dan periferal yang lebih besar.Kedua, mengenai harga, RP2040 menawarkan pilihan yang lebih mesra bajet berbanding ESP32 dan STM32.Akhir sekali, dari segi frekuensi jam, ESP32 menggunakan pemproses 32-bit dengan kelajuan jam sehingga 240MHz, manakala STM32 biasanya beroperasi dalam lingkungan 72MHz hingga 180MHz.RP2040, sebaliknya, menggunakan pemproses 16-bit dengan kelajuan jam yang dapat mencapai sehingga 133MHz.

Oleh itu, kita perlu mempertimbangkan faktor -faktor seperti prestasi, harga, senario aplikasi, dan lain -lain, dan memilih mikropemproses yang sesuai mengikut keperluan kita sendiri.

Empat RP2040 IO digunakan untuk fungsi dalaman - memacu kawalan kuasa Mode Switched Power (SMPS) LED, dan mengesan voltan sistem.

RP2040 mempunyai SAR dalaman (daftar penghampiran berturut -turut) ADC.ADC menggunakan jam 48MHz bebas, dan sampel mengambil 96 kitaran jam ini untuk disiapkan (2US).Pemasa pacing boleh digunakan untuk mengurangkan kelajuan yang mana sampel dikumpulkan (tetapi mana -mana penukaran individu selalu mengambil 96 kitaran).

Mikrokontroler STM32 memainkan peranan penting dalam pelbagai industri.Dalam industri automotif, ia digunakan untuk kawalan enjin, sistem keselamatan, sistem infotainment, dan banyak lagi.Dalam elektronik pengguna, peranti kuasa mikrokontroler STM32 seperti telefon pintar, tablet, smartwatches, dan sistem automasi rumah.

Kedua -duanya baik untuk ciri -ciri mereka.ESP32 memberi anda ciri WiFi di mana STM32 Nucleo anda tidak dibina.Dan Nucleo STM32 adalah korteks lengan -MX berasaskan mempunyai pasaran yang baik.

ESP32 boleh melaksanakan sebagai sistem mandiri lengkap atau sebagai peranti hamba kepada MCU tuan rumah, mengurangkan overhead timbunan komunikasi pada pemproses permohonan utama.ESP32 boleh antara muka dengan sistem lain untuk menyediakan fungsi Wi-Fi dan Bluetooth melalui antara muka SPI / SDIO atau I2C / UART.