Valg af den rigtige mikrokontroller til dit projekt: Et dybt dyk i ESP32, RP2040 og STM32

Mikrokontrollere er vidt brugt i forskellige kontrolelektroniske udstyr, automatiseringssystemer, militært udstyr, medicinsk udstyr, husholdningsapparater og andre felter.De kan håndtere forskellige unormale situationer under dataprøvetagningsprocessen, sikre datanøjagtighed og pålidelighed, implementere energieffektive forbrugstilstande med lav effekt og forbedre arbejdseffektiviteten.Lad os i dag udforske forskellene mellem ESP32, RP2040 og STM32 mikrokontrollere til at vælge den mest passende chip til dit projekt.

En mikrokontroller er en enkelt-chip mikrocomputer, der integrerer de vigtigste dele af en mikrocomputer på en enkelt chip.Det bruges ofte til at kontrollere og overvåge forskellige elektroniske enheder og systemer såsom bilelektroniske systemer, husholdningsapparater og medicinsk udstyr.Det er en integreret kredsløbschip sammensat af hukommelse, en mikroprocessor, systemstyringslogikkredsløb og input- og outputgrænseflader.Det kan implementere forskellige kontrolopgaver gennem programmering og kommunikere med eksterne enheder gennem input- og outputgrænseflader.

ESP32 er en meget integreret lavkraft system-på-chip (SOC) mikrokontroller lanceret af espressif-systemer.Det kombinerer trådløs kommunikation, dobbelt-core-processorer, funktioner med lav effekt og rige perifere enheder.Det er velegnet til forskellige internet af ting applikationer.Det drives af en 32-bit dobbelt-core processor, den ene til Wi-Fi-forbindelse og den anden til kørsel af kode.ESP32 understøtter Wi-Fi og Bluetooth-forbindelse, har 512 KB RAM, 448 KB ROM og 34 GPIO-stifter.

RP2040 er Raspberry Pis første mikrokontroller.Det har 264 KB intern SRAM og understøtter op til 16 MB off-chip flashhukommelse.Fremstillet gennem en 40NM-procesnode blander den højtydende kapaciteter med minimal dynamisk strømforbrug og anvender flere lav effekttilstande for at sikre udvidet batteridrevet drift.RP2040s kompakte størrelse, energieffektivitet og imponerende ydelse gør det til et passende valg for en lang række IoT og indlejrede systemapplikationer.

STM32 Microcontroller er en 32-bit mikrokontroller fremstillet af ST-mikroelektronik baseret på ARM Cortex-M-kernen og bruges i indlejrede felter såsom Internet of Things, Wireless Communications og Industrial Control.I henhold til forskellige applikationsscenarier og egenskaber kan det opdeles i forskellige serier og modeller.Blandt dem inkluderer de almindelige STM32F0, STM32F1, STM32F4, STM32F7 og andre serier.

ESP32 er fremstillet af Espressif Systems, et globalt halvlederfirma.Grundlagt i 2008 fokuserer det på udvikling og design af software- og hardwareprodukter i AIOT-feltet, herunder trådløs kommunikation MCU-chips, der er sikre og stabile, har fremragende ydelse og er omkostningseffektive.Dets vigtigste produkter inkluderer ESP8089 -seriechips, ESP8266 -seriechips, ESP32 -seriechips, ESP8266 -seriemoduler og ESP32 -seriemoduler.

RP2040 er fremstillet af Raspberry Pi Foundation, et velgørende fundament i Storbritannien.Raspberry Pi er et kortstørrelsesudviklingsråd, der kan køre et Linux-system og giver mange programmerbare GPIO'er til hardwareudvidelse.

STM32 er fremstillet af ST Microelectronics, som er resultatet af fusionen af Italiens SGS -mikroelektronik og Frankrigs Thomson Semiconductor.Det har en bred vifte af produktlayouts inden for smart rejse, magtenergi, internet af ting og andre felter.Dets produktsortiment spænder fra diskrete dioder og transistorer til komplekse system-på-chip-enheder til komplette platformløsninger, herunder referencedesign, applikationssoftware, fremstillingsværktøjer og specifikationer.Stmicroelectronics er en stor leverandør af forskellige industrisektorer, der leverer en lang række tjenester og produkter til en lang række kunder.

Deres pinout er som følger.

- GPIO: Det har 34 GPIO -porte, der kan forbinde og kontrollere forskellige perifere enheder.

- WiFi og Bluetooth Module: Indbygget WiFi og Bluetooth 4.2-modul, der er i stand til trådløs kommunikation

-Dual-core: De fleste ESP32'er er dual-core, de leveres med to Xtensa 32-bit LX6 mikroprocessorer.

- Sikkerhed: Understøtter sikkerhedsfunktioner såsom kryptering og digitale underskrifter

- Lavt strømforbrug: Det har flere strømbesparende tilstande, og det laveste strømforbrug er kun 5μA.

- Høj ydeevne: Det har en 240 MHz dual-core processor, 520 kb RAM og 4MB flashhukommelse.

- Micropython understøttes naturligt, hvilket gør det praktisk for brugere, der ikke er særlig gode til software til at få open source -programmer fra internettet og bruge dem fleksibelt efter deres behov uden at påvirke hinanden.

- Hver pin kan programmeres uafhængigt og kan bruges til at generere forskellige almindeligt anvendte og tilpassede protokoller.

- Pins fra RP2040 kan være fleksibelt konfigureret til grupper til at understøtte de mest almindeligt anvendte serielle busser.

- Det har to armcortex M0+ kerner inde.

- Det er fremstillet af Raspberry Pi Foundation på et 40NM TSMC Silicon Wafer og bruger et 7 × 7 mm QFN-56SMD-pakkedesign.

- Der er mange typer chipmodeller og bred dækning.

- Det har indbygget stakbeskyttelse, hukommelsesbeskyttelse, fejlfinding og sporingsbeskyttelse og andre sikkerhedsbeskyttelsesfunktioner.

- STM32 -serien af mikrokontrollere har et væld af perifere enheder, herunder flere timere, ADC, DAC, tællere, PWM -output, kommunikationsgrænseflader osv.

- Det har indbygget flashhukommelse af forskellige kapaciteter til lagring af programkode og data.

- Den bruger ARM Cortex-M-kerne, som har fremragende behandlingsydelse og kørselshastighed.

-Det giver en række lav effekttilstande, som kan sætte processoren og perifere enheder i en lav effekttilstand for at udvide batteriets levetid eller reducere strømforbruget.

-Dens strømforsyningsspændingsområde er 2,2V-3.6V med en indbygget switching Power Management Unit (SMU) og lavspændingsregulator (LDO).

- Det understøtter Bluetooth Audio Transmission (A2DP/AVRCP/SPP).

-dobbelt-core 32-bit LX6 mikroprocessor, der kører ved 160 eller 240 MHz

- Det understøtter STA/AP/STA+AP -arbejdstilstand med en maksimal transmissionshastighed på 150 Mbps.

- Op til 34 programmerbare GPIO -stifter til tilslutning af sensorer, aktuatorer og andre perifere enheder

- Dens dimensioner er 23,5 x 17,5 mm.

- USB Type-C-interface til tilslutning af strømforsyning, datakabel og programmering

- Det har 30 GPIO -stifter, hvoraf 4 kan bruges som analoge input.

- 264KB on-chip SRAM i seks uafhængige banker

- Dual Cortex M0+ kerner, op til 133 MHz (standard 48MHz)

- Det understøtter flere kommunikationsprotokoller som I2C, CAN, SPI, USART osv.

- Det har normalt flere timere og tællere og kan bruges i forskellige timing- og kontrolapplikationer.

- Det leverer forskellige pakker såsom BGA, LQFP, TSSOP osv.

- Det har en række stifter, herunder digitale GPIO -stifter, ADC -indgangsstifter osv.

- Dens forsyningsspændingsområde er 3,3V eller 5V.

- Smart hjemmesystem

- Drone og robotkontrol

- Indsamling og overvågning af sensordata

- Sundhedssporing og medicinsk udstyr

- IoT -enheder og applikationer

- Industriel automatisering og indlejret kontrol

- Smart hjem

- Medicinsk udstyr

- IoT -enheder

- Indlejret lyd og video

- Kommunikation

- Aerospace

- Medicinsk udstyr

- Køretøjselektronik

- Automatiseret industri

Ud over ovenstående kan vi lære, at der er nogle forskelle mellem ESP32, RP2040 og STM32 med hensyn til I/O, pris og urfrekvens.

Oprindeligt, med hensyn til I/O, kan RP2040 prale af et relativt beskedent antal porte, mens både ESP32 og STM32 yder støtte til en større række porte og perifere enheder.For det andet tilbyder RP2040 en mere budgetvenlig mulighed sammenlignet med ESP32 og STM32.Til sidst bruger ESP32 med hensyn til urfrekvenser en 32-bit processor med en urhastighed på op til 240 MHz, mens STM32 typisk fungerer inden for området 72MHz til 180MHz.RP2040 bruger på den anden side en 16-bit processor med en urhastighed, der kan nå op til 133MHz.

Derfor er vi nødt til omfattende at overveje faktorer som ydeevne, pris, applikationsscenarier osv. Og vælge den passende mikroprocessor i henhold til vores egne behov.

Fire RP2040 IO bruges til interne funktioner - kørsel af en LED, ombordskiftet mode -strømforsyning (SMPS) strømstyring og sensing af systemspændingerne.

RP2040 har et internt SAR (successivt tilnærmelsesregister) ADC.ADC bruger et uafhængigt 48 MHz ur, og en prøve tager 96 cyklusser af dette ur for at afslutte (2us).En tempo -timer kan bruges til at reducere den hastighed, hvorpå prøver indsamles (men enhver individuel konvertering tager altid 96 cyklusser).

STM32 -mikrokontrollere spiller en vigtig rolle i forskellige brancher.I bilindustrien bruges de til motorstyring, sikkerhedssystemer, infotainment -systemer og mere.I forbrugerelektronik er STM32 -mikrokontrollere strømenheder såsom smartphones, tablets, smartwatches og hjemmeautomatiseringssystemer.

Begge er gode til deres funktioner.ESP32 giver dig WiFi -funktion, hvor STM32 Nucleo ikke har indbygget.og Nucleo STM32 er en ARM Cortex -MX -baseret har et godt marked.

ESP32 kan fungere som et komplet standalone -system eller som en slaveenhed til en vært MCU, hvilket reducerer kommunikationsstakkens overhead på den vigtigste applikationsprocessor.ESP32 kan interface med andre systemer til at give Wi-Fi og Bluetooth-funktionalitet gennem dens SPI / SDIO eller I2C / UART-grænseflader.