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都是32位MCU,ESP32、GD32、STM32有什么区别

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tpgf|  楼主 | 2023-7-11 13:54 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

前言

STM32:意法半导体在 2007 年 6 月 11 日发布的产品,32位单片机。

GD32:兆易创新 2013 年发布的产品,在芯片开发、配置、命名上基本模仿 STM32,甚至 GPIO 和 STM32 都是 pin to pin 的,封装不改焊上去直接用。有时候 STM32 的源码不修改,重新编译烧写到 GD32 上就可以跑。当然也有很多不同,比如串口驱动、USB 、库文件等。

ESP32:乐鑫公司 2017 年开发的产品,和 STM32、GD32 不同,ESP32 主要面向物联网领域,支持功能很多,但引出 GPIO pin 脚很少,因此大多数 GPIO 都有很多复用功能。出厂就集成蓝牙、WiFi 等物联网必备功能,板子也很小,适合物联网。

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GD32 和 STM32 的区别

GD32 是国产单片机, 和 STM32 有很多地方都是一样的,不过 GD32 毕竟是不同的产品,不可能所有东西都沿用 STM32,有些自主开发的东西还是有区别的。不同的地方如下:

1、内核

GD32 采用二代的 M3 内核,STM32 主要采用一代 M3 内核,下图是 ARM 公司的 M3 内核勘误表,GD 使用的内核只有 752419 这一个 BUG。


2、主频

使用HSE(高速外部时钟):GD32的主频最大108M,STM32的主频最大72M

使用HSI(高速内部时钟):GD32的主频最大108M,STM32的主频最大64M

主频大意味着单片机代码运行的速度会更快,项目中如果需要进行刷屏,开方运算,电机控制等操作,GD 是一个不错的选择。

3、供电

外部供电:GD32 外部供电范围是 2.6~3.6V,STM32 外部供电范围是2.0~ 3.6V或1.65~ 3.6V。GD 的供电范围比 STM32 相对要窄一点。

内核电压:GD32 内核电压是 1.2V,STM32 内核电压是 1.8V。GD 的内核电压比 STM32 的内核电压要低,所以 GD 的芯片在运行的时候运行功耗更低。

4、Flash差异

GD32 的 Flash 是自主研发的,和 STM32 的不一样。

GD Flash 执行速度:GD32 Flash 中程序执行为 0 等待周期。

STM32 Flash 执行速度:ST 系统频率不访问 flash 等待时间关系:0 等待周期,当 0<SYSCLK<24MHz,1 等待周期,当 24MHz<SYSCLK≤48MHz,2 等待周期,当 48MHz<SYSCLK≤72MHz。

Flash 擦除时间:GD 擦除的时间要久一点,官方给出的数据是这样的:GD32F103/101 系列 Flash 128KB 及以下的型号, Page Erase 典型值 100ms, 实际测量 60ms 左右。对应的 ST 产品 Page Erase 典型值 20~40ms。

5、功耗

从下面的表可以看出 GD 的产品在相同主频情况下,GD 的运行功耗比 STM32小,但是在相同的设置下 GD 的停机模式、待机模式、睡眠模式比 STM32 还是要高的。


6、串口

GD 在连续发送数据的时候每两个字节之间会有一个 Bit 的 Idle,而 STM32 没有,如下图:


GD 的串口在发送的时候停止位只有 1/2 两种停止位模式。STM32 有 0.5/1/1.5/2 四种停止位模式。

GD 和 STM32 USART 的这两个差异对通信基本没有影响,只是 GD 的通信时间会加长一点。

7、ADC 差异

GD 的输入阻抗和采样时间的设置和 ST 有一定差异,相同配置 GD 采样的输入阻抗相对来说要小。具体情况见下表这是跑在 72M 的主频下,ADC 的采样时钟为 14M 的输入阻抗和采样周期的关系:


8、FSMC

STM32 只有 100Pin 以上的大容量(256K及以上)才有 FSMC,GD32 所有的 100Pin 或 100Pin 以上的都有 FSMC。

9、103 系列 RAM&FLASH 大小差别

GD103 系列和 ST103 系列的 ram 和 flash 对比如下图:


10、105&107系列STM32和GD的差别

GD的105/107的选择比ST的多很多,具体见下表:


11、抗干扰能力

GD 的抗干扰能力不如 STM32,还需要一定打磨。

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ESP32 和 STM32

ESP32 是乐鑫公司推出的一款采用两个哈佛结构 Xtensa LX6 CPU 构成的拥有双核系统的芯片。所有的片上存储器、片外存储器以及外设都分布在两个 CPU 的数据总线和/或指令总线上。

相比于 STM32 的一个大家族,ESP32 虽然也代表一个系列,但目前来说,这个系列的成员还是比较少的,我们看下:


资源如下:



功能框图如下:


模块(非芯片)的引脚分布如下:


ESP32 这个模块的 IO 并不多,估计也就 30 个左右(芯片有34个,但是模块中外接 FLASH 用掉了一些)。但是你会发现它有几个特点:

1、集成了非常多的外设接口,SPI、IIC、IIS、AD、DA、PWM、IR、UART、CAN等等。IO 数量有限,所以基本上每个 IO 都有多个功能。

2、片内flash和ram很大,flash有448KB,ram有520KB。而模块上直接挂了一个4MB的flash。

3、速度快!虽然外接晶体的频率只有40MHZ,但通过内部主频可以支持80MHZ、160MHZ、240MHZ,运算能力高达600MIPS。

4、有wifi和蓝牙!当前两者不能同时使用。

STM32 和 ESP32 基本是有各自不同的定位。ESP32 偏向体积小巧、速度超快、功能强大,通过 wifi 接入网络,专门为物联网而生;而 STM32 偏向管脚丰富、功能全面,虽然没有 wifi 和蓝牙,速度也没有 ESP32 快,但是可以通过网口接入网络,可以控制更多的外设,为消费电子和工业控制而生。

04


总结

STM32 和 GD32 是同质化产品,区别一个是国外,一个是国产,最近流行国产化替代,所以 GD32 还是很有发展前景的。物联网是一个好方向,因此 ESP32 也是很有前景的。



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