传统的8位、16位单片机虽然不断地在提高处理能力,但是其内核能力的不
足限制了单片机未来的发展,人们对于仪器智能化、网络化的需求促使人们将目
光转移到功能更加强大的微处理器上,随着32位ARM微控制器和微处理器成本
的降低,采用ARM芯片己经成为了主流设计趋势[[30]0
目前,市场上的32位ARM处理器的类型有很多,本课题选用意法半导体集
团(ST)推出的STM32F103ZET6微处理器作为TIM的核心处理器,此类型的
STM32微处理器是ARM公司为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计
的ARM Cortex-M3内核,与其他微处理器相比,具有如下性能上的优势:
1.内核为ARM 32位的Cortex-M3 CPU
Cortex-M3处理器是最新一代的嵌入式ARM内核,具有成本低、引脚少、性
能强、中断响应系统先进和功耗低等优点。其运算速度快,工作频率最高为72MHz
(执行速度可达1.2_SDMips/MHz,而 ARM7和ARMS只有0.9DMips/MHz ,
Cortex-M3与之相比效率高出30070,并且在相同的主频下能处理更多的任务。
2.内置高速存储器
包括_512K字节的闪存程序存储器,高达64K字节的SRAM,带4个片选的静
态存储器控制器。
3.丰富的接口,具有很好的扩展性和灵活性
3个A/D通道、2个D/A通道、PWM、定时器、RTC, WDT以及112个I/O端口,
包含标准和先进的通信接口:_5个USART接口、3个SPI接口、2个I2C接口、2个I2S
接口、一个USB接口和一个CAN接口,在扩展性上支持CF卡、SRAM, PSRAM,
NOR和NAND Flash存储器。
4.低功耗
STM犯提供了三种低功耗模式:睡眠、停机和待机模式,必要时选择三种模
式之一进行功耗的节省。Cortex-M3内核的主要设计目标之一就是低功耗,非常
适用于离岸海洋观测设备。
5.低成本
价格与8位、16位单片机相差不多。
6.便于使用
更简单的编程模型和更透彻的调试系统,具有串行单线调试((SWD)和JTAG
接口两种调试模式,为人们大大减轻了编程和调试的负担。
7.其他
宽电压范围:2.0 }-3.6V;内置温度传感器,直接与内部ADC相连,能够对
芯片内部温度进行监测。
STM32系列ARM芯片使用的Cortex-M3内核,是基于最新的ARMv7架构而设
计的,是为更加省时省力地完成单片机的应用而设计的,完全可以作为加强版单
片机来使用。除此以外,还具有低功耗、低成本、高处理效率以及极速中断反应
等优点。因此,STM32非常适用于海洋观测系统的应用,其丰富的数据采样、转
换和通信接口,既可以作为TIM的核心处理器,又可以实现NCAP的功能,本文
基于此芯片进行海洋网络化智能接口模块的设计,其模块框图如图4-2所示:
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