先學(xué)STM8，還是學(xué)STM32？

時(shí)間：2020-06-11 09:01:07

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[導(dǎo)讀]? ? 有朋友問：我學(xué)習(xí)過51，接下來我是先學(xué)習(xí)STM8，還是STM32呢？ 01 寫在前面想要明白這個(gè)問題，其實(shí)就需要明白STM8和STM32之間有些什么差異，包括MCU基本信息、開發(fā)難度、以及應(yīng)用場(chǎng)景等。站在客觀的角度來說，STM8比STM32學(xué)起來更容易，C語言功底還不錯(cuò)

有朋友問：我學(xué)習(xí)過51，接下來我是先學(xué)習(xí)STM8，還是STM32呢？

寫在前面

想要明白這個(gè)問題，其實(shí)就需要明白STM8和STM32之間有些什么差異，包括MCU基本信息、開發(fā)難度、以及應(yīng)用場(chǎng)景等。
站在客觀的角度來說，STM8比STM32學(xué)起來更容易，C語言功底還不錯(cuò)的朋友，直接上STM32也不是問題。
從大的方向來說，當(dāng)你對(duì)一種MCU掌握的比較透徹，再學(xué)其他型號(hào)、其他廠商的MCU，相對(duì)來說，上手都要容易的多。
針對(duì)本文問題，我下面講述一下相關(guān)知識(shí)。

STM8和STM32內(nèi)核差異

STM8? CPU 是一種專有架構(gòu)，它保持了以前的 ST7 內(nèi)核的傳統(tǒng)，同時(shí)在 8 位 CPU 效率和代碼密度方面實(shí)現(xiàn)了突破。
STM32 圍繞行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ARM® Cortex?-M 32 位內(nèi)核構(gòu)建，并受益于與 ARM 處理器有關(guān)的開發(fā)工具和軟件解決方案的完整生態(tài)產(chǎn)業(yè)環(huán)境。
盡管它們被認(rèn)為是兩種完全不同的處理器，但它們?cè)诩軜?gòu)方面實(shí)際有許多相似之處。
下面對(duì)比STM8S 和 STM32F1 （Cortex-M3）這兩種內(nèi)核差異：
兩種內(nèi)核均基于哈佛架構(gòu)，它們采用 3 級(jí)流水線執(zhí)行，可將執(zhí)行時(shí)間降至最低，對(duì)于 STM8S，時(shí)鐘速度高達(dá) 24 MHz，對(duì)于 STM32F1系列，時(shí)鐘速度高達(dá) 72 MHz。
在代碼密度方面，它們均有優(yōu)異的表現(xiàn)，這歸功于 STM8S 系列的 8 位 CISC 指令集以及 STM32F1系列的 Cortex 內(nèi)核引入的 16 位 Thumb-2 模式。

片上外設(shè)差異

ST 8位和 32位 MCU 產(chǎn)品線之間的片上外設(shè)具有一致性，大多數(shù)基本 MCU 外設(shè)均定義和構(gòu)建為可從一個(gè)產(chǎn)品系列移植到另一個(gè)產(chǎn)品系列。
這通過將 8 位外設(shè)簡(jiǎn)單但有效地修改為 32 位字來實(shí)現(xiàn)。這樣做的好處是可節(jié)約成本和功耗，并且資源易于了解。
如果需要更高性能，可在系統(tǒng)層面通過更寬的總線和 DMA 控制器對(duì)資源加以補(bǔ)充。在了解了外設(shè)的工作原理后，可以將外設(shè)應(yīng)用到 STM8S 和 STM32 系列，從而加速兩種器件之間的轉(zhuǎn)換。
ARM 處理器和外設(shè)符合 AMBA 總線規(guī)范，采用 32 位數(shù)據(jù)總線，而 STM8S 器件使用更為簡(jiǎn)單但有效的 8 位總線標(biāo)準(zhǔn)。從功能角度看，它們僅在以下方面存在差異：

寄存器大?。?8 位與 16 或 32 位
直接取決于 CPU 運(yùn)行速度的最大時(shí)鐘頻率
DMA，可通過簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)管理減輕 CPU 的負(fù)荷并提高最大數(shù)據(jù)吞吐量
一些產(chǎn)品特定功能，如 I/O 端口管理

對(duì)比STM8S 和 STM32F1 的 SPI 框圖：

SPI寄存器：

從上面框圖和寄存器可以看出：除了幾個(gè)有區(qū)別的位和寄存器大小外，寄存器和位的名稱以及在寄存器中的位置都是相似的。

系統(tǒng)外設(shè)

當(dāng)今的 MCU 是復(fù)雜的 SoC（片上系統(tǒng)），其中不僅包含許多外設(shè)，還包含一些高級(jí)系統(tǒng)特性，旨在縮減物料清單或增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
1.復(fù)位
STM8S 和 STM32 基本具有相同的復(fù)位電路，僅有細(xì)微的差異：

NRST 引腳既是輸入也是具有內(nèi)置上拉電阻的開漏輸出。為實(shí)現(xiàn) EMS（電磁敏感度）魯棒性，插入了一個(gè)濾波器以避免毛刺傳播到數(shù)字電路中。雙向復(fù)位有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

對(duì)于多 MCU 系統(tǒng)，雙向復(fù)位可確保在啟動(dòng)或熱復(fù)位時(shí)所有子處理器均正確同步
對(duì)于其它 IC，在系統(tǒng)層面還可以使用 MCU 內(nèi)嵌的電壓監(jiān)控器（上電復(fù)位和欠壓復(fù)位）
當(dāng)生成假內(nèi)部復(fù)位時(shí)，在調(diào)試過程中會(huì)有很大幫助

2.時(shí)鐘
STM8和STM32時(shí)鐘都具有很強(qiáng)大的功能，特別是最近推出的STM32G0具有高精度內(nèi)部時(shí)鐘，可以省去外部晶振，減少硬件及PCB。
STM8不具備倍頻功能，各方面相對(duì)要弱一點(diǎn)。STM32具有倍頻、外設(shè)時(shí)鐘分頻等強(qiáng)大功能。同時(shí)，STM8和32都具有獨(dú)立外設(shè)時(shí)鐘使能功能，以降低功耗。
看下STM32F1時(shí)鐘樹，就大概了解有哪些功能了：

3.存儲(chǔ)器
兩種產(chǎn)品線均基于非易失性存儲(chǔ)器并具有一個(gè)選項(xiàng)字節(jié)加載器。此機(jī)制取代了用于 MCU 上電配置的傳統(tǒng)熔絲位：用戶可以在編程時(shí)選擇多種選項(xiàng)，這些選項(xiàng)會(huì)隨程序二進(jìn)制映像一起寫入。
所有新型微控制器都具有以下幾個(gè)特性：

暫停、停止或待機(jī)模式下的復(fù)位：可在 MCU 意外進(jìn)入低功耗模式時(shí)避免發(fā)生死鎖情況，適用于不能處理此類配置的應(yīng)用
硬件/軟件看門狗，可以在復(fù)位之后立即通過硬件啟動(dòng)看門狗
存儲(chǔ)器讀保護(hù)，用于防止對(duì)程序內(nèi)容的竊取
存儲(chǔ)器寫保護(hù)，用于保護(hù)存儲(chǔ)器中包含關(guān)鍵代碼的部分。通常，這適用于自舉代碼或IAP（應(yīng)用內(nèi)編程）驅(qū)動(dòng)程序

這些選項(xiàng)可自動(dòng)使能安全性和可靠性特性，這樣即使在 CPU 獲取第一個(gè)指令之前出現(xiàn)干擾或攻擊，應(yīng)用也可以恢復(fù)。
STM8S 和 STM32 器件具有嵌入式自舉加載器，通過它可以使用板上串行接口（例如 UART）重新燒寫內(nèi)部 Flash。隨后可以將任何具有串行通訊接口的 PC 用作編程工具，來燒寫或更新 Flash 以及數(shù)據(jù) EEPROM 存儲(chǔ)器的內(nèi)容。 ST 提供了一個(gè)軟件實(shí)用程序來執(zhí)行自舉加載器支持的所有操作。
當(dāng)然，還有更多系統(tǒng)特性相關(guān)的內(nèi)容，比如安全性、低功耗方面。這些設(shè)計(jì)都具有高度一致性。

軟件

STM8和STM32除了上面描述的一些內(nèi)容具有高度一致性之外，其實(shí)，對(duì)應(yīng)我們軟件開發(fā)工程師來說，軟件才是最為關(guān)心的一點(diǎn)。
在STM8和STM32產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，工程師早就考慮過這個(gè)問題。因?yàn)槎呦到y(tǒng)、內(nèi)核及外設(shè)都具有一致性，所以軟件庫也是設(shè)計(jì)具有一致性。
1.寄存器、庫開發(fā)
這個(gè)我就不說了，從51過來的都知道，對(duì)于寄存器比較少的MCU來說，不是問題。對(duì)于STM8來說，其實(shí)我覺得還好，使用寄存器開發(fā)，就是需要更多時(shí)間了解寄存器。
我其實(shí)不是很建議大家使用寄存器開發(fā)，現(xiàn)在STM8有標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫，庫的API函數(shù)接口也容易理解，直接拿來省事，也能方便理解寄存器。
那么對(duì)于STM32這種有大量寄存器的MCU，我同樣也是不建議大家直接使用寄存器開發(fā)，部分功能可以針對(duì)庫優(yōu)化成寄存器。

2.STM8、32CubeMX工具
STM8CubeMX和STM32CubeMX這兩個(gè)工具我不止一次在公眾號(hào)提到，ST官方的目前的趨勢(shì)就是希望用戶使用這個(gè)工具來開發(fā)。
而且，大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，STM32有些新出來的MCU是沒有標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫了。所以，這兩個(gè)工具建議大家也要學(xué)習(xí)。
STM8CubeMX目前更新至V1.3.0，只能提供配置，方便了解MCU使用資源情況，還不具備自動(dòng)生成代碼功能，不過我覺得后面應(yīng)該具有這個(gè)功能。

所以：如果基礎(chǔ)不怎么好，建議先STM8，等學(xué)到一定基礎(chǔ)可以再學(xué)STM32。如果自認(rèn)基礎(chǔ)還可以，C語言也行，那么直接上STM32不成問題。

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