ESP32 vs STM32: Který mikrokontrolér je pro vás lepší?
2024-04-29 25520

ESP32 je série mikrokontroléru na čipu integrované s dvojitým režimem Wi-Fi a Bluetooth.STM32, na druhé straně, je řada 32bitových mikrokontrolérů spuštěných STMicroelectronics.Přestože oba používají 32bitovou architekturu, pokračují diskuse o jejich vztahu, rozdílech a výhodách výkonu a výhod v konkrétních oborech.Který je Superior, STM32 nebo ESP32?Tento článek poskytuje podrobné srovnání, které vám pomůže učinit informované rozhodnutí!

ESP32, vyvinutý společností Espressif Systems, je výkonný Wi-Fi čip, který pracuje na maximální frekvenci 230 MHz, používá proces 40nm a představuje duální 32bitové 32bitové MCU.Tento čip podporuje dvojitý režim Wi-Fi a Bluetooth v pásmu 2,4 GHz s výpočetní silou až 600 DMIP.Mezi jeho pokročilé funkce patří dynamické škálování napětí, více režimů úsporného výkonu a přesné technologii s hodinami.ESP32 integruje různé komponenty, jako je napájecí zesilovač, zesilovač s nízkým šumem, filtr, modul pro správu energie, anténu a RF Balun, navržený pro spolehlivost a snadnost výroby, provozující se po celém rozsahu teploty od -40 ° C do 125 °C.Podporuje více komunikačních protokolů, včetně I2C, I2S, SPI a UART, což zajišťuje různé potřeby aplikací.

STM32, který produkoval STMicroelectronics, představuje řadu mikrokontrolérů, kde „St“ znamená stmicroelektroniku, „M“ pro mikrokontrolér a „32“ označuje svou 32bitovou architekturu CPU.Tyto mikrokontroléry jsou postaveny kolem procesorů řady Cortex-M Cortex-M, včetně různých modelů, jako jsou Cortex-M0, M0+, M3 a M7.Řada STM32 je rozdělena do více dílčích sérií, zejména řady STM32F101 a STM32F103.STM32F101 pracuje při 36 MHz, zatímco řada STM32F103 pracuje při vyšší frekvenci 72 MHz.Ten nabízí vylepšené funkce s více RAM a periferie, což poskytuje významnou výhodu pro složitější aplikace.

Mikrokontrolér STM32 je vybaven procesorem XTENSA, konfigurovatelným jako jednorázová nebo jednorázová jednotka.Rychlost provozních hodin procesoru se pohybuje od 160 do 240 MHz.Je navržen pro účinnost a funkce 320 kB RAM a 448 kB ROM, optimalizuje výkonnostní i skladovací kapacitu.

U aplikací vyžadujících ultra nízkou spotřebu energie používá mikrokontrolér procesor s ultralehkou (ULP).

Připojení je síla mikrokontroléru STM32:

Bluetooth: Podporuje Bluetooth V4.2 BR/EDR, což umožňuje robustní a spolehlivou bezdrátovou komunikaci.

Wi-Fi: Zahrnutí Wi-Fi 802.11 B/G/N zajišťuje, že se mikrokontrolér může bezproblémově připojit k internetu a dalším síťovým zařízením.

STM32 podporuje celou řadu periferií, takže je velmi univerzální:

• Má 12bitovou SAR ADC schopnou manipulovat až do 18 kanálů, což poskytuje vysoce přesnější analogovou k digitální konverzi.
• Mikrokontrolér obsahuje 34 programovatelných kolíků GPIO.
• Je vybaven duálními 8bitovými DACS, duálními rozhraními I2C a duálními rozhraními I2S.
• Mezi další rozhraní patří CAN BUS 2.0, Ethernet MAC rozhraní podporující časové protokoly a infračervené dálkové ovládání.
• Mikrokontrolér také podporuje až 16 kanálů motoru PWM a LED PWM.
• Zahrnuje rozhraní senzoru efektu Hall a rozšiřuje jeho praktičnost v detekci magnetického pole.

Jádrem mikrokontroléru STM32 je procesor Cortex-M4F ARM.Tento procesor pracuje při rychlostech hodin 84 MHz nebo 100 MHz, s expanzí do 168 MHz nebo 180 MHz pro náročnější aplikace.Tento rozsah umožňuje uživatelům zvolit vhodnou rychlost na základě jejich konkrétních potřeb zpracování, účinně vyvážit spotřebu energie a výkon.

• Obecná paměť: Mikrokontrolér je vybaven až 192 kB obecně účelné statické paměti, vhodný pro ukládání aplikačních dat a provozních pokynů.
• Paměť spojená s jádrem: Další 64 KB paměti spojené s jádrem poskytuje rychlejší přístup k přístupu.
• Paměť podporovaná baterií: K dispozici je také malý segment paměti podporované baterií, až 80 bajtů, což zajišťuje spolehlivost aplikací vyžadujících přetrvávání dat.

Mikrokontroléry STM32 nabízejí různé kapacity úložiště Flash - 512 KB, 1024 KB nebo 2048 KB, což poskytuje dostatek prostoru pro složité aplikace.Kromě toho může zavádět paměť pojmout až 512 ukládání dat, což je kritické pro počáteční zatížení a provádění systému.

STM32 je vybavena řadou periferií, takže je velmi univerzální a vhodná pro různé účely:

• Rozhraní USB: Zahrnuje USB 2.0 OTG (on-the-go) a FS (plná rychlost), umožňující přímá připojení a rychlé převody dat s jinými zařízeními USB.
• Komunikační protokoly:Rozhraní CAN 2.0B podporuje robustní standard komunikace vozidla, zatímco více rozhraní I2C se může připojit k různým nízkorychlostním periferiím, jako jsou senzory a malé displeje.
• Skladování a sériová komunikace: Podporuje USART pro sériovou komunikaci, SDIO pro zabezpečený vstup a výstup dat a tři sloty pro karty SD/MMC, což usnadňuje rozsáhlé protokolování a úložiště dat.
• Načasování a snímání periferií: Pokročilé periferie, jako jsou přesné časovače, časovače hlídacího psa, aby se zabránilo selhání systému, teplotní senzory pro sledování tepla zařízení, DMA pro efektivní správu dat a CRC pro kontrolu chyb, zajišťují hladký a spolehlivý provoz.

Mikrokontroléry ESP32 a STM32 slouží různým účelům a vynikají v různých aplikacích, z nichž každá nabízí jedinečné funkce přizpůsobené specifickým požadavkům.Zde je podrobné srovnání, které vám pomůže pochopit jejich rozdíly:

ESP32: ESP32 je navrženo především pro aplikace IoT a Smart Home, je ideální pro připojení a ovládání zařízení přes internet, díky vestavěným schopnostem Wi-Fi a Bluetooth.

STM32: Tento čip je široce používán v průmyslových kontrolních systémech, automobilové elektronice a zdravotnických prostředcích, kde je rozhodující robustnost a rozsáhlá funkce vstupu/výstupu.

ESP32: Je vybaven architekturou procesorů s dvojitým jádrem s 1 vysoce výkonným procesorem a 1 nízkoenergetickým procesorem, ideální pro úkoly vyžadující efektivní řízení energie bez obětování výkonu.

STM32: Obvykle využívá architekturu s jedním jádrem nebo vícejádrem a poskytuje výkonné výpočetní schopnosti pro komplexní algoritmy a zpracování úkolů.

ESP32: Integruje připojení Wi-Fi a Bluetooth přímo na čipu a podporuje různé režimy úspory energie pro prodloužení životnosti baterie připojených zařízení.

STM32: postrádá nativní konektivitu ESP32, ale kompenzuje vynikající výpočetní výkon a širší škálu periferních rozhraní (např. USB, CAN sběrnice a ethernetové porty), což mu umožňuje spravovat složitější aplikace.

ESP32: Zahrnutí Wi-Fi a Bluetooth, spolu s komplexním SDK a vývojovým nástrojem, zjednodušuje vývojový proces, což usnadňuje implementaci funkcí bez rozsáhlých odborných znalostí.

STM32: Vzhledem k nedostatku integrovaných komunikačních technologií vyžaduje obecně složitější programování a nastavení, vyžaduje více času a technických znalostí od vývojářů.

Obecné ceny: Náklady na ESP32 jsou obvykle nižší než náklady na STM32, což z něj činí nákladově efektivní volbu pro vývojáře zaměřené na projekty založené na připojení.

Modely špičkové: Některé pokročilé verze ESP32 (např. Verně používající Lorawan) mohou být oceněny vyšší než některé modely STM32, což odráží další komunikační funkce, které nabízejí.

Zatímco ESP32 se může stát preferovanou alternativou pro skupiny studentů kvůli své nákladové efektivitě, neexistuje dokonalá náhrada z pohledu výběru produktu.Při výběru je třeba zvážit několik faktorů a je nereálné myslet si, že člověk může úplně nahradit druhého.ESP32 i STM32 jsou široce používané mikrokontroléry, z nichž každá má jedinečné výhody a nevýhody.

Mikrokontrolér ESP32 lze naprogramovat pomocí různých softwarových platforem, mezi nimiž jsou Arduino IDE a Micropython obzvláště oblíbenými volbami mezi vývojáři.Každý nástroj obstarává různé potřeby a preference programování a zjednodušuje proces vývoje různých aplikací.

Programování s Arduino IDE: Arduino IDE je integrované vývojové prostředí s otevřeným zdrojovým kódem, které podporuje programování v C ++.Je známá pro své uživatelsky přívětivé rozhraní, což je snadno přístupné i pro programovací nováčky.Vývojáři mohou využít oficiálních Arduino zdrojů a řady stávajících knihoven a příkladů kódů poskytovaných různými přispěvateli třetích stran, aby mohli začít rychle.Prostředí je nastaveno pro pohodlné ladění a rychlý vývoj, což výrazně urychluje proces z konceptu na prototyp.Arduino IDE umožňuje přizpůsobení a rozšíření kódu prostřednictvím dalších knihoven, které lze bezproblémově integrovat pro zvýšení funkčnosti nebo přidání nových funkcí.

Programování s Micropythonem: Na druhé straně je Micropython implementace Python 3 navržená speciálně pro mikrokontroléry.To vám umožňuje psát skripty Pythonu pro vestavěné systémy, které jsou omezeny na zdroje a vyžadují nízký výkon.Micropython vyniká pro svou jednoduchost a jasnost, což z něj činí preferovanou volbu pro programátory, kteří si cení Pythonovy čitelnosti a přímou syntaxi.Je to ideální platforma pro ty, kteří chtějí využít stručný styl programování Pythonu, aby vyvinuli efektivní a kompaktní kód vhodný pro zařízení, jako je ESP32 s omezeným možnostem skladování a zpracování.

STM32 i ESP32 jsou vybaveny komplexními polími integrovaných periferií, včetně GPIO, ADC, DAC, časovačů, UART, I2C a SPI.Zejména STM32 má tendenci nabízet zvýšenou flexibilitu a kontrolu s až 140 I/O kolíky ve srovnání s 40 kolíky ESP32.Kromě toho STM32 také poskytuje pokročilejší časovače, více ADC a DAC, hardwarové šifrovací zrychlení a různé další doplňkové funkce.

Teoreticky neexistují žádné vlastní komponenty v ESP32, které se opotřebovávají.

Ano, ESP32 je expanzní deska průmyslové třídy, speciálně navržená pro aplikace v průmyslovém prostředí.